BRPI0418284B1 - laminado elástico ligado por estiramento com lado único e método para formar o mesmo - Google Patents

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Abstract

laminados ligados por estiramento de face com lado único, e método de fazer o mesmo um laminado elástico capaz de ser enrolado para armazenagem e desenrolado a partir de um rolo quando necessário para uso, inclui uma camada elástica selecionada a partir do grupo consistindo de uma série de fios filamentares contínuos com soprado por fusão depositado sobre os fios filamentares contínuos, e um filme; e uma camada de face ligada a apenas um lado da camada elástica. o laminado pode também incluir um adesivo que demonstra um tempo de abertura relativamente curto depositado entre a camada elástica e a camada de face, ou tal adesivo e um adesivo de pós-ligação ou agente não interferente, ou um camada de agente não interferente depositada sobre a camada elástica em um lado oposto à camada de face. a camada soprada por fusão pode incluir um polímero soprado por fusão de base poliolefínica elástico possuindo um grau de cristalinidade entre cerca de 3% e cerca de 40%. o laminado adequadamente possui uma resistência à remoção da camada intermediária de menos de 9,19 gramas por centímetro de largura na direção transversal a uma taxa de deformção de 300 mm/min. alternativamente ou adicionalmente, os fios filamentares contínuos e/ ou a camada de face pode incluir um polímero soprado por fusão de base poliolefínica elástico possuindo um grau de cristalinidade entre cerca de 3% e cerca de 40%. em certas modalidades, o laminado elástico pode inclui uma camada de face extensível ligada a uma camada de filme elástico ou semi-elástico possuindo um peso básico de cerca de 50 g/m^ 1^ ou menos, onde a camada de face inclui um polímero de base poliolefínica elástico possuindo um grau de cristalinidade entre cerca de 3% e cerca de 40%.

Description

A presente invenção se relaciona a materiais de filamento contínuo e de laminado ligado por estiramento com base de filme para utilização em vários produtos de cuidado pessoal, e outros produtos exigindo capacidade de estiramento e métodos de fabricação para produção de tais materiais laminados ligados por estiramento.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
O termo laminado ligado por estiramento refere-se a um material elástico compósito produzido de acordo com um processo de laminação de ligação por estiramento, isto é, camadas elásticas são unidas com camadas de face adicionais quando apenas a camada elástica está em uma condição estendida (tal como pelo menos cerca de 25 por cento de seu comprimento relaxado) de forma que, ao relaxamento das camadas, as camadas adicionais estejam unidas. Tais laminados geralmente possuem propriedades de estiramento na direção da máquina (MD) e podem ser subsequentemente estirados ao comprimento em que o material adicional(tipicamente não elástico)foi unido entre os locais de ligação permitindo que o material elástico se alongue. Um tipo de laminado ligado por estiramento divulgado, por exemplo, na Patente U.S. No. 4.720.415 para Vander Wielen e outros, na qual múltiplas camadas do mesmo polímero produzido a partir de múltiplas unidades extrusoras são utilizadas. Outros materiais elásticos compósitos são divulgados na Patente U.S. No. 5.385.775 para Wright e Publicação de Patente· U.S. co-pendente No. 2002-0104608,
Petição 870180138932, de 08/10/2018, pág. 9/53
I 2/86 !Í' publicada em 8 de agosto de 2002, cada uma das quais está aqui incorporada em sua totalidade por referencia. Tais laminados ligados por estiramento podem incluir um componente elástico que e uma manta, como uma manta soprada 5 por fusão, um filme, um arranjo/série de fios filamentares contínuos geralmente paralelos (sejam extrusados ou préformados), ou uma combinação destes. A camada elastica e ligada em uma condição estirada a dois materiais de face não tecidos inelásticos ou extensíveis, de forma que o 10 laminado resultante esteja atribuído com uma sensação de « textura que seja agradável ao toque. Particularmente, a camada elástica está ligada entre as duas camadas de face de forma que as camadas de face formem um sanduíche com a camada elástica. Em alguns exemplos, as camadas de face passíveis de franzimento podem ser também estreitadas, de forma que o laminado ligado por estiramento seja realmente um laminado ligado por estiramento estreitado que possa ter alguma extensão/elasticidade na direção transversal da máquina (CD).
o termo estreitar ou estreitado refere-se a um processo de tensionamento de um tecido em uma direção particular, assim reduzindo a dimensão da largura do tecido na direção perpendicular à direção de tensão. Por exemplo, tensionar um tecido não tecido na MD faz com que o tecido se estreite na CD e forneça a capacidade de estiramento do tecido estreitado. Exemplos de tais tecidos extensíveis e / qu elásticos incluem, mas nao estão limitados àqueles descritos nas Patentes U.S. No 4.965.122 para Morman e outros e 5.336.545 para Morman e outros, cada uma das quais está aqui incorporada em sua totalidade por referência.
3/86
O termo ligação por estreitamento refere-se ao processo onde um membro elástico é ligado a um membro não elástico enquanto apenas o membro não elástico é estendido ou estreitado de forma a reduzir sua dimensão na direção ortogonal à extensão. O termo laminado ligado por estreitamento refere-se a um material elástico composto produzido de acordo com o processo de ligação por estreitamento, isto é, as camadas sao unidas quando apenas a camada não elástica está em uma condição estendida/estreitada. Tais laminados geralmente possuem propriedades de estiramento na direção transversal.
Exemplos adicionais de laminados ligados por estreitamento são como aqueles descritos nas Patentes U.S. No. 5.226.992,
4.981.747 para Morman e Patente U.S. No. 5.514.470 para Haffner e outros, cada uma das quais esta aqui incorporada em sua totalidade por referência.
termo ligação por estreitamento-estiramento x*efere-se de forma geral a um processo onde um membro elástico é ligado a outro membro enquanto o membro elástico é estendido (como em cerca de 25 por cento de seu comprimento relaxado) e a outra camada e uma camada não elástica estreitada. O termo laminado ligado por estreitamento-estiramento refere-se a um material elástico composto produzido de acordo com o processo de ligação por estreitamento-estiramento, isto é, as camadas são unidas quando ambas as camadas estão em uma condição estendida e em seguida deixadas relaxar. Tais laminados geralmente possuem propriedades de estiramento multidirecional.
Tais laminados ligados por estiramento podem ser utilizados para fornecer elasticidade a diversos
4/86 componentes de um produto de cuidado pessoal e com o benefício adicional de um toque similar a tecido, agradável, como um revestimento ou cobertura externa de uma fralda, material de elástico de cintura para fralda, 5 material para vedação (bainha) de perna de fralda, porções de aba de fralda (isto é, o ponto de fixação de um sistema de fechamento de uma fralda), assim como materiais de painel lateral para fraldas e calças de treinamento infantis. Uma vez que tais materiais frequentemente entram 10 em contato com a pele de um corpo humano, é desejável que tais materiais sejam relativamente macios ao toque, ao invés de possuírem uma sensação emborrachada (uma sensação comum para materiais elásticos). Tais materiais podem igualmente fornecer elasticidade e conforto para materiais 15 que estão incorporados em roupas de proteção, como vestimentas cirúrgicas, máscaras faciais e cortinas, jalecos laboratoriais ou coberturas externas protetoras, como capas para carro, churrasqueira ou barco.
Enquanto tais materiais macios e estiráveis têm 20 auxiliado em tornar tais materiais elásticos mais amigáveis ao usuário, há ainda uma necessidade por produtos que forneçam uma sensação similar a tecido ainda maior. A este respeito, há uma necessidade por materiais que forneçam níveis ainda maiores de ligação. Ainda, há uma necessidade 25 por produtos laminados com flexibilidade ainda maior como um resultado do peso básico geral reduzido. Há uma igual necessidade por um material laminado que forneça rigidez reduzida como um resultado da eliminação de uma camada de face no laminado e o uso de componentes de camada elástica 30 de peso básico mais baixo. Tal laminado seria mais :
• 5/86
w.
**« eficiente em seu uso como um material elástico e, mais ainda, a eliminação de uma camada de face seria mais eficaz em termos de custo. Tal laminado poderia fornecer facilidade de uso/extensão, com capacidade melhor em se retrair uma vez que não haveria resistência por parte de camadas de face extras. Essencialmente, tal laminado preveniría níveis mais altos de retração com pesos menores de polímero. Entretanto, mesmo com todos estes benefícios percebidos, até o momento um laminado ligado por estiramento com lado único (isto é, um laminado ligado por * estiramento com uma camada de face passível de franzimento em apenas um lado) tem sido problemático devido a desafios de fabricação.
Na utilização de laminados ligados por estiramento que incorporam o componente adesivo, tem sido desejável selecionar adesivos que não aumentem a rigidez do material. Tal rigidez possui um impacto negativo na sensação geral do produto e na capacidade do produto em fornecer atributos de estiramento quando utilizado. Seria assim desej ável desenvolver disposições de adesivo adicionais que não exercessem impacto negativo sobre a sensação e performance do material laminado, enquanto ainda permitindo a formação de um material de lado único.
Muitos adesivos são tipicamente um tanto elásticos e tendem a reter algum nível de aderência mesmo após terem sido secos e curados. Como um resultado, devido a sua aderência inerente, foi necessário, pelo menos em relação aos laminados ligados por estiramento baseados em filamento, filme e manta, utilizar revestimentos em ambos os lados do componente elástico central (isto é, série de * 6/86 filamentos) de forma a evitar bloqueio do rolo durante o processamento/armazenamento. Para . os propósitos desta aplicação, os termos bloqueio de rolo e aderência de rolo devem ser utilizados de forma intercambiável e devem 5 se referir à propensão de filmes aderentes, series de filamentos aderentes ou outros materiais de folha aderentes a aderirem a si mesmos ao serem enrolados para armazenamento antes do uso final. Tal bloqueio de rolo pode evitar o uso do material contido em um rolo como um 10 resultado da incapacidade de se desenrolar tal material * enrolado quando é realmente preciso. Em laminados ligados por estiramento baseados em filamento, o adesivo é frequentemente aplicado às camadas de face e depois as camadas de face são combinadas em um laminador com a série de filamento entre elas. Tal disposição pode ser geralmente descrita como um laminado ABA, onde A é a camada de face e B é a camada elástica.
Enquanto seria desejável reduzir o peso básico do laminado ligado por estiramento de forma que o material 20 seja menos oneroso e mais flexível, até o momento tem sido confuso como eliminar as camadas de face extras sem fazer com que o material enrolado adira, se o mesmo for armazenado antes de sua utilização. É, desta forma, desejável possuir um laminado ligado por estiramento de 25 lado único que demonstre performance elástica aceitável, mas que também seja capaz de ser armazenado em um rolo sem a preocupação de bloqueio de rolo. É também desejável possuir um material que seja mantido em um rolo sob condições de ’ armazenamento aceitáveis, como por um dado 30 período de tempo, e a uma faixa de temperaturas. É a estas
7/
7/86 necessidades que a invenção atual está direcionada.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Um laminado elástico capaz de ser enrolado para armazenamento e desenrolado de um rolo quando necessário para uso, inclui uma camada elástica selecionada a partir do grupo consistindo de uma série de fios filamentares contínuos, uma série de fios filamentares contínuos com soprado por fusão depositada sobre os fios filamentares contínuos e um filme; e uma camada de face ligada a apenas 10 um lado da camada elástica O laminado elástico pode incluir um polímero elástico com base de poliolefina possuindo um grau de cristalinidade entre cerca de 3% e cerca de 40%, ou entre cerca de 5% e cerca de 30%. 0 polímero elástico com base de poliolefina pode possuir uma taxa de fluxo fundido
15 entre cerca de 10 e cerca de 600 gramas por 10 minutos, ou
entre cerca de 60 e cerca de 300 gramas por 10 minutos, ou
entre cerca de 150 e cerca de 200 gramas por 10 minutos ,· um
ponto de fusão/amolecimento entre cerca de 40 a cerca de
160 graus Celsius; e/ou uma densidade de cerca de 0,8 a 20 cerca de 0,95, ou de cerca de 0,85 a cerca de 0,93, ou de cerca de 0,86 a cerca de 0,89 grama por centímetro cúbico.
O polímero elástico com base de poliolefina pode incluir polietileno, polipropileno, buteno, ou homopolímeros ou copolímeros de octeno, metacrilatos de etileno, acetatos de 25 vinil etileno, copolímeros de acrilatos de butila ou uma combinação de qualquer um destes polímeros. 0 polímero elástico baseado em poliolefina pode ser utilizado para formar a camada soprada por fusão, os fios filamentares contínuos e/ou a camada de face.
o laminado elástico pode ainda incluir um adesivo que
7^
8/86 demonstre um tempo de abertura relativamente curto depositado entre a série de fios filamentares contínuos e a camada soprada por fusão, ou entre a camada elástica e a camada de face passível de franzimento. Em certas modalidades, o laminado elástico pode incluir uma camada de agente não interferente depositado sobre a camada elástica em um lado oposto à camada de face; entretanto uma camada de agente não interferente não é necessária quando a camada soprada por fusão inclui o polímero elástico com base de poliolefina.
Mais particularmente, quando a camada soprada por fusão inclui o polímero elástico com base de poliolefina, o laminado elástico adequadamente possui uma resistência à remoção intercamadas de menos que cerca de 9,19 gramas por centímetro de largura na direção transversal a uma taxa de deformação de 300 milímetros/minuto (mm/min). Por exemplo, quando o laminado elástico é enrolado sobre si mesmo, ele pode ser desenrolado para uso futuro e demonstrar uma resistência à remoção a partir de um rolo (enquanto está
0 sendo desenrolado) de menos que cerca de 2 00, ou menos que cerca de 100, ou menos que cerca de 70, ou menos que cerca de 60, ou menos que cerca de 6,57 gramas por centímetro de largura na direção transversal a uma taxa de deformação de
300 mm/min. Assim, o laminado elástico pode não exigir qualquer tratamento pós-calandragem como um agente não interferente ou similar.
Ainda em outra modalidade alternativa adicional, o laminado elástico inclui um adesivo entre a série de fios filamentares contínuos e a camada soprada por fusão, que demonstra um tempo de abertura entre cerca de 0,2 segundos
9/86 e 1 minuto, ou entre cerca de 0,2 segundos e 3 segundos, ou entre cerca de 0,5 segundos e 2 segundos. Ainda em outra modalidade alternativa, tal laminado elástico inclui um adesivo entre a série de fios filamentares contínuos e a camada soprada por fusão, ou entre a camada de face e a camada elástica, onde o adesivo é aplicado em uma quantidade inferior à cerca de 16 g/m2, ou inferior a cerca de 8 g/m2, ou inferior a cerca de 4 g/m2 ou entre cerca de 1 a 4 g/m2. Ainda em outra modalidade alternativa, o laminado inclui um adesivo entre a camada de face e a camada elástica e t ambém em um 1 ado da c amada elástica oposto ao da camada de face. Ainda em outra modalidade alternativa, tal adesivo é distribuído em quantidades de adição similares entre a camada de face e a camada elástica e também ao lado da camada elástica oposto ao da camada de face.
A camada soprada por fusão na camada elástica pode ser uma camada única de material soprado por fusão ou, alternativamente, pode incluir duas ou mais camadas. Por exemplo, uma das camadas pode incluir um polímero soprado por fusão com base de poliolefina possuindo um grau de cristalinidade entre cerca de 3% e cerca de 40%, ou entre cerca de 5% e cerca de 30%, e outra camada pode incluir um polímero soprado por fusão com base de copolímero em bloco estirênico.
A camada soprada por fusão pode estar presente no laminado elástico a uma adição de até cerca de 34 gramas por metro quadrado (g/m2) , ou entre cerca de 1 a cerca de 5 g/m2, ou entre cerca de 1,25 e cerca de 2,5 g/m2, no ponto de laminação.
* 10/86
Ainda em outra modalidade alternativa da invenção, a camada elástica possui um peso básico geral até cerca de 54 g/m2. Ainda em outra modalidade alternativa da invenção, a camada elástica possui um peso básico entre cerca de 4 g/m2 5 e 23 g/m2, ou entre cerca de 10 g/m2 e 18 g/m2.
Ainda em outra modalidade alternativa da invenção, o laminado elástico inclui um agente não interferente soprado por fusão depositado sobre a camada elástica em um lado oposto à camada de face. Ainda em outra modalidade 10 alternativa da invenção, o agente não interferente soprado - por fusão é depositado em uma quantidade entre cerca de 0,2 e 2,0 g/m2, ou entre cerca de 0,2 e 1,5 g/m2, ou entre cerca de 0,2 e 0,8 g/m2, ou entre cerca de 0,2 e 0,5 g/m2.
Ainda em outra modalidade alternativa da invenção, o agente não interferente soprado por fusão é selecionado a partir de um grupo consistindo de poliolefinas e polímeros elastoméricos.
Ainda em outra modalidade alternativa da invenção, a camada elástica possui um peso básico entre cerca de 3 g/m2 20 e 2 0 g/m2. Ainda em outra modalidade alternativa da invenção, a camada elástica possui um peso básico entre cerca de 4 g/m2 e 15 g/m2. Ainda em outra modalidade alternativa da invenção, a camada elástica é uma série de fios filamentares contínuos ou fios filamentares contínuos 25 com um soprado por fusão elástico depositado sobre os mesmos.
Ainda em outra modalidade alternativa da invenção, a camada de face possui um peso básico entre cerca de 10,17 e 50,86 g/m2. Ainda em outra modalidade alternativa da 30 invenção, a camada de face é selecionada a partir do grupo
11/86 consistindo panos não tecidos, laminados de panos nao tecidos, espumas, talagarças, telas, filmes e combinações destes. Ainda em outra modalidade da invenção, a camada de face passível de franzimento única é estreitada. Em certas modalidades, a camada de face pode incluir um laminado ligado por fiação - soprado por fusão - ligado por fiação no qual a camada soprada por fusão inclui um polímero com base de poliolefina elástico e está posicionado entre duas camadas ligadas por fiação.
Ainda em outra modalidade alternativa da invenção, uma camada de face extensível é ligada a um filme elástico ou semi-elástico possuindo um peso básico de cerca de 50 gramas por metro quadrado (g/m2) ou menos, ou entre cerca de 35 a cerca de 45 g/m2, ou entre cerca de 38 e cerca de 42 g/m2. 0 filme e/ou camada (s) de face podem incluir um polímero com base de poliolefina elástico conforme aqui descrito. O laminado exibe maior retração que laminados comparáveis possuindo duas camadas de face convencionais. O laminado pode também incluir filamentos elastoméricos. Como uma alternativa adicional, o laminado pode incluir uma segunda camada de face extensível ligada à superfície oposta ao filme.
Em uma modalidade alternativa, um método para formação de um laminado ligado por estiramento inclui formar uma camada elástica aplicando-se um polímero soprado por fusão elástico a uma série de fios filamentares contínuos; estirar a camada elástica; ligar uma camada de face passível de franzimento à camada elástica estirada adjacente à camada soprada por fusão enquanto a camada elástica estirada está uma condição estirada, para formar % 12/86 ô
um laminado ligado por estiramento e permitindo que tal laminado ligado por estiramento se retraia.
Em outra modalidade alternativa, um método para formação de um laminado ligado por estiramento de face única inclui fornecer uma camada elastica; aplicar um agente não interferente soprado por fusão a um lado da camada elástica; estirar a camada elástica; ligar uma camada de face passível de franzimento apenas à camada elástica estirada em um lado oposto ao agente não intereferente soprado por fusão enquanto a camada elástica estirada está em uma condição estirada, para formar um laminado ligado por estiramento de lado único; e deixando tal laminado ligado por estiramento se retrair. Um laminado ligado por estiramento de face com lado único (cujo termo deve ser uti1izado como sinônimo com laminado ligado por estiramento com lado único) produzido pelo método, para uso em um artigo de cuidado pessoal ou outro artigo estiravel é também observado pela invenção.
Em uma modalidade alternativa adicional, um método 20 para formação de um laminado ligado por estiramento de lado único inclui fornecer uma camada elastica; estirar a camada elástica; ligar uma camada de face passível de franzimento a apenas um lado da camada elástica estirada enquanto a camada elástica estirada está em uma condição estirada para formar um laminado ligado por estiramento usando-se um ade s ivo com um tempo de abertura re1at ivamente pequeno, e que não se j a aderente após a cura; e permitir que tal laminado ligado por estiramento retraia. Ainda em uma modalidade alternativa adicional, o adesivo é aplicado para ligar a camada elástica à camada de face passível de
13/86
Φ * ?y franzimento única, ambas antes de por em contato a camada elástica com a camada de face (aplicação de adesivo de préligação) e em seguida pondo em contato a camada elástica com a camada de face (aplicação de pós-ligação). A í | 5 aplicação do adesivo de pré-ligação e efetuada antes da camada elástica e da camada de face serem unidas em um laminado. Em uma modalidade, a aplicação do adesivo de pósligação é efetuada ao lado de filamento do laminado, após a camada elástica e a camada de face terem sido laminadas. Em 10 uma modalidade alternativa adicional, quantidades similares ? de adesivo são aplicadas em ambas as aplicações de adesivos de pré-ligação e pós-ligação. É observado que a invenção também inclui um laminado ligado por estiramento de lado único produzido por tais métodos adesivos e artigos 15 produzidos a partir de tais laminados.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A invenção será mais bem compreendida através de referência a seguinte descrição de modalidades da invenção, * tomada em conjunto com os desenhos que a acompanham, onde:
0 A Figura IA e 1B ilustram métodos para fabricação de um laminado ligado por estiramento com lado único de acordo com a invenção. ’
A Figura 2 ilustra uma visão em seção transversal de uma modalidade de um material laminado ligado por 25 estiramento com lado único.
A Figura 3 ilustra uma visão em seção transversal de outra modalidade de um material laminado· ligado por estiramento com lado único.
A Figura 4 ilustra uma visão em seção transversal de ainda outra modalidade de um material laminado ligado por it
VP
14/86
Ί estiramento com lado único.
A Figura 5 ilustra uma visão em seção transversal de ainda outra modal idade de um material laminado ligado por estiramento com lado único.
A Figura 6 ilustra uma visão em seção transversal de uma modalidade de um material laminado ligado por estiramento com lado duplo.
A Figura 7A e 7B ilustram métodos alternativos para fabricação de um laminado ligado por estiramento com lado 10 único de acordo com a invenção.
A Figura 8 ilustra uma visão em seção transversal de ainda outra modalidade de um material laminado ligado por estiramento com lado único.
II
A Figura 9 ilustra uma visão em seção transversal de ainda outra modalidade de um material laminado ligado por estiramento com lado único. ,
A Figura 10 ilustra um produto de cuidado pessoal utilizando o laminado ligado por estiramento com lado único produzido de acordo com a invenção.
DEFINIÇÕES
Dentro do contexto desta especificação, cada termo ou expressão abaixo irá incluir o(s) seguinte(s) significado(s).
Conforme aqui utilizado, o termo produto de cuidado pessoal significa fraldas, calças de treinamento, roupas de banho, roupas íntimas absorventes, produtos para incontinência adulta e produtos para higiene feminina, como absorventes de cuidado feminino e forros para calcinha. Enquanto uma fralda é ilustrada na Figura 10, deve ser reconhecido que o material da invenção pode, com a mesma
15/86 facilidade, ser incorporado em qualquer produto de cuidado pessoal anteriormente listado como um componente elástico. Por exemplo, tal material pode ser utilizado para produzir os painéis laterais elásticos de calças de treinamento.
Conforme aqui utilizado, o termo vestimenta externa protetora significa vestimentas para proteção no ambiente de trabalho, como vestimentas cirúrgicas, vestimentas hospitalares, vestimentas de cobertura, jalecos laboratoriais, máscaras e macacões protetores.
Conforme aqui utilizados, os termos capa protetora e capa externa protetora significam coberturas que são utilizadas para proteger objetos como, por exemplo, capas
para carro, agrícolas. barco e churrasqueira, assim como tecidos
15 Conforme aqui ut i1i zado, os termos polímero e
polimérico, quando utilizados sem modificadores
descritivos incluem, de forma geral, mas não estando
limitados, homopolímeros, copolímeros tais como, por exemplo, copolímeros aleatórios e alternados, terpolimeros, 20 etc. e combinações e modificações destes. Alem disso, a menos que de outra forma especificamente limitado, o termo wpolímero inclui todas as configurações espaciais possíveis da molécula. Estas configurações incluem, mas nao estão limitadas ás simetrias isotáticas, sindiotáticas e aleatórias.
Conforme aqui utilizado, o termo direção da maquina, ou MD, significa a direção ao longo do comprimento de um tecido na direção em que o mesmo é produzido. O termo direção transversal à máquina, direção transversal, ou 30 CD, significa a direção transversal à largura do tecido,
16/86 isto é, uma direção geralmente perpendicular à MD.
Conforme aqui utilizado, o termo pano não tecido significa uma manta polimérica possuindo uma estrutura de fibras ou filamentos individuais que são interpostos, mas 5 não de uma maneira repetida identificável. Os panos não tecidos foram, no passado, formados por uma variedade de processos tais como, por exemplo, processos de sopragem por fusão, processos de ligação por fiação, processos de hidroemaranhamento, de depósito por ar e de pano cardado 10 ligado.
Conforme aqui utilizado, o termo panos cardados ligados refere-se a mantas que são produzidas a partir de fibras têxteis descontínuas que são geralmente adquiridas em fardos. Os fardos são colocados em uma unidade de 15 produção de fibras/separador que separa as fibras. A seguir, as fibras são enviadas através de uma unidade combinadora ou de cardaçao que adicionalmente separa e alinha as fibras cortadas na direção da máquina de modo a formar um pano não tecido fibroso orientado na direção da 20 máquina. Uma vez que a manta tenha sido formada, ela é então ligada por um ou mais dos vários métodos de ligação. Um método de ligação é ligação por pó, onde um adesivo em pó é distribuído por toda a manta e então ativado, frequentemente aquecendo-se a manta e o adesivo com ar 25 quente. Um outro método de ligação é a ligação por padrão onde cilindros de calandra aquecidos ou equipamento de ligação ultra-sônica sao usados para unir as fibras, geralmente em um padrao de ligaçao localizado através da manta e/ou, alternativamente, a manta pode ser ligada .30 através de toda a sua superfície se assim desejado. Quando
17/86 utilizando fibras cortadas bicomponentes, um equipamento de ligação por ar é, para muitas aplicações, especialmente vantajoso.
Conforme aqui utilizado, o termo ligado por fiação refere-se a fibras de pequeno diâmetro que são formadas extrusando-se material termoplastico fundido como filamentos a partir de uma pluralidade de finos capilares geralmente circulares de uma fieira, com o diâmetro dos filamentos extrusados sendo rapidamente reduzidos como por meios exibidos, por exemplo, na Patente U.S. No. 4.340.563 para Appel e outros e Patente U.S. No. 3.692,618 para Dorschner e outros, Patente U.S. No. 3.802.817 para Matsuki e outros, Patentes U.S. No. 3.338.992 e 3.341.394 para Kinney, Patente U.S. No. 3.542.615 para Dobo e outros, cada 15 uma das quais está aqui incorporada em sua totalidade por referência.
Conforme aqui utilizado, o termo soprado por fusão significa fibras formadas extrusando-se um material termoplastico fundido através de uma pluralidade de finos 20 capilares de fieira, geralmente circulares, como fios ou filamentos fundidos em correntes gasosas (por exemplo, ar) convergentes de alta velocidade que atenuam os filamentos do material termoplastico fundido para reduzir seu diâmetro, o que pode ser a diâmetro de microfibra. Em 25 seguida, as fibras sopradas por fusão são transportadas pela corrente gasosa de alta velocidade e são depositadas em uma superfície coletora para formar uma manta de fibras sopradas por fusão aleatoriamente dispersas. Tal processo é divulgado em várias patentes e publicações, incluindo o 30 Relatório NRL 4364, Manufacture of Super-Fine Organic
18/86
Fibers ” por B . A. Wendt, E. L. Boone e D. D. Fluharty ; Relatório NRL 5265, An Improved Device For The Formation of Super-Fine Thermoplastic Fibers por K.D. Lawrence, R. T. Lukas, J. A. Young e Patente U.S. No. 3,849,241, depositada em 19 de novembro de 1974, por Butin, e outros, aqui incorporados em sua totalidade por referência.
Conforme aqui utilizado, os termos folha e material de folha devem ser intercambiáveis e, na ausência de um modificador de palavra, referem-se a materiais tecidos, panos não tecidos, filmes poliméricos, materiais poliméricos semelhantes à talagarça, e folheados de espuma polimérica.
O peso básico dos tecidos ou filmes não tecidos é geralmente expresso em onças de material por jarda quadrada (osy) ou em gramas por metro quadrado (g/m2) e os diâmetros de fibra são geralmente expressos em micra. (Note que para converter de osy para g/m2, deve-se multiplicar o valor osy por 33,91). A espessura de filme pode ser também expressa em micra ou mil.
Conforme aqui utilizado, o termo laminado refere-se a uma estrutura composta de duas ou mais camadas de material de folha que foram aderidas através de uma etapa de ligação, tal como ligação adesiva, ligação térmica, ligação por ponto, ligação por pressão, revestimento por extrusão ou ligação ultra-sônica.
Conforme aqui utilizado, o termo elastomérico deve ser intercambiável como termo elástico e refere-se a material de folha que, sob aplicação de uma força de estiramento, é estirável em pelo menos uma direção (como na direção CD) e que, sob a liberação da força de estiramento ” 19/86
It
P* Hl se contrai/retorna a aproximadamente sua dimensão original. Por exemplo, um material estirado possuindo um comprimento est irado que é pelo menos 5 0 por cento maior que seu comprimento não estirado relaxado e que se recuperará a 5 pelo menos 50 por cento de seu comprimento estirado à liberação da força de estiramento. Um exemplo hipotético seria uma amostra de 2,54 centímetros de um material que e estirável a pelo menos 3,81 centímetros e que, quando da liberação da força de estiramento, se recuperará a um 10 comprimento de não mais que 3,17 cm. Desej avelmente, tal folha elastomérica se contrai ou recupera até 50 por cento do comprimento estirado em uma direção particular, como na direção da máquina ou na direção transversal. Ainda mais desejavelmente, tal material de folha elastomérica recupera 15 até 80 por cento do comprimento estirado em uma direção particular, como na direção da máquina ou na direção transversal à máquina. Ainda mais desejavelmente, tal material de folha elastomérica recupera mais de 80 por cento do comprimento estirado em uma direção particular, 20 como na direção da máquina ou na direção transversal à máquina. Desejavelmente, tal folha elastomérica é estirável e recuperável tanto na direção MD quanto na CD.
Conforme aqui utilizado, o termo semi-elástico refere-se a material de folha que pode ser elástico ou 25 elastomérico ou que pode ser estirável em pelo menos uma direção (como na direção CD) e quando da liberação da força de estiramento se retraem pelo menos parcialmente. Por exemplo, quando um material semi-elástico é estirado a 200% de sua dimensão original, quando da liberação da força de 30 estiramento o material semi-elástico se retrairá a menos de
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0 0 % de sua dimensão original, como menos de 17 5 % de sua dimensão original, ou menos de 150% de sua dimensão original.
Conforme aqui utilizado, o termo elastômero referese a um polímero que é elastomérico.
Conforme aqui utilizado, o termo termoplástico refere-se a um polímero que é capaz de ser processado fundido.
Conforme aqui utilizado, o termo inelástico ou não elástico refere-se a qualquer material que não caia na definição de elástico acima.
Conforme aqui utilizado, o termo laminado de multicamada significa um laminado incluindo uma variedade de materiais de folha diferentes. Por exemplo, um laminado de multicamada pode incluir algumas camadas de ligado por fiação e algumas de soprado por fusão, como um laminado ligado por fiação / soprado por fusão / ligado por fiação (SMS) e outros conforme divulgado na Patente U.S. No. 4.041.203 para Brock e outros, Patente U.S. No. 5.169.706 para Collier e outros, Patente U.S. No. 5.145.727 para Potts e outros, Patente U.S. No. 5.178.931 para Perkins e outros e Patente U.S. No. 5.188.885 para Timmons e outros, cada uma das quais está aqui incorporada em sua totalidade por referência. Tal laminado pode ser feito depositando-se seqüencialmente sobre uma correia de formação em movimento primeiro uma camada de tecido ligado por fiação, então uma camada de tecido soprada por fusão e por último uma outra camada ligada por fiação e então se ligando o laminado, como através de ligação por pontos térmica. Alternativamente, as camadas de tecido podem ser produzidas
PS
21/86 individualmente, coletadas em rolos e combinadas em uma etapa ou etapas de ligação distinta. Os laminados de muiticamada podem também ter vários números de camadas sopradas por fusão ou camadas ligadas por fiação múltiplas em muitas configurações diferentes e podem incluir outros materiais como filmes (F) ou materiais coformados, por exemplo, SMMS, SM, SFS.
Conforme aqui utilizado, o termo coformação significa um processo no qual pelo menos uma fieira de sopragem por fusão está disposta próxima a um tubo de descarga através do qual outros materiais são adicionados à manta enquanto ela está sendo formada. Estes outros materiais podem ser pasta, partículas superabsorventes, fibras de celulose ou cortadas, por exemplo. Processos de coformação são mostrados nas Patentes U.S. Nos. 4.818.464 para Lau e 4.100.324 para Anderson e outros, cada uma das quais está aqui incorporada em sua totalidade por referência.
Conforme aqui utilizado, o termo fibras conjugadas refere-se a fibras que foram formadas a partir de pelo menos dois polímeros extrusados de duas extrusoras, mas fiados juntos para formar uma fibra. Fibras conjugadas são também, algumas vezes, chamadas de fibras multicomponentes ou bicomponentes. Os polímeros são geralmente diferentes entre si embora fibras conjugadas possam ser fibras monocomponentes. Os polímeros estão dispostos em zonas distintas posicionadas de forma substancialmente constante através da seção transversal das fibras conjugadas e se estendem continuamente ao longo do comprimento das fibras conjugadas. A configuração de tal fibra conjugada pode ser,
22/86 por exemplo, uma disposição bainha/núcleo onde um polímero é circundado por outro, ou pode ser uma disposição lado a lado, uma disposição tipo torta ou uma disposição ilhas no mar. Fibras conjugadas são ensinadas na Patente U.S. No. 5.108.820 para Kaneko e outros, Patente U.S. No. 4.795.668 para Krueger e outros e Patente U.S. No. 5.336.552 para Strack e outros. As fibras conjugadas são também ensinadas na Patente U.S. No. 5.382.400 para Pike e outros e pode ser utilizada para produzir ondulações nas fibras utilizando-se taxas de expansão e contração diferenciadas dos dois ou mais polímeros. Para fibras de dois componentes, os polímeros podem estar presentes em proporções desejadas variáveis. As fibras podem também possuir formas como aquelas descritas na Patente U.S. No. 5.277.976 para Hogle e outros, Patente U.S. No. 5.466.410 para Hills e Patentes U.S. Nos. 5.069.970 e 5.057.368 para Largman e outros, que descrevem fibras com formas não convencionais. Cada uma das patentes anteriores está aqui incorporada em sua totalidade por referência.
Conforme aqui utilizada, a expressão ligação por pontos térmica envolve passar um tecido ou manta de fibras a ser ligado entre um cilindro de calandra aquecido e um cilindro de bigorna. 0 cilindro de calandra é frequentemente, embora não sempre, padronizado de alguma forma de modo que o tecido inteiro não seja ligado através de sua superfície total, e o cilindro de bigorna é frequentemente plano. Como um resultado, vários padrões para cilindros de calandra têm sido desenvolvidos por razões funcionais assim como por razões estéticas. Um exemplo de um padrão possui pontos e é o padrão Hansen
23/86
Pennings ou Η & Ρ com uma área de ligação de cerca de 30 por cento com cerca de 31 ligações por centímetro quadrado conforme ensinado na Patente U.S. No. 3.855.046 para Hansen e Pennings, aqui incorporada por referência em sua totalidade. 0 padrão Η & P possui áreas de ligação por pontos ou pinos quadradas onde cada pino possui uma dimensão lateral de 0/965 mm, um espaçamento de 1/778 mm entre os pinost e uma profundidade de ligação de 0,5 84 mm.
O padrão resultante possui uma área ligada de cerca de 29,5 por cento. Outro padrão de ligação por pontos típico é o padrão Hansen Pennings expandido ou EHP, que produz uma área de ligação de 15 por cento com um pino quadrado possuindo uma dimensão lateral de 0,94 mm, um espaçamento entre pinos de 2,464 mm e uma profundidade de 0,991 mm.
Outro padrão de ligação por pontos típico designado como 714 possui áreas de ligação de pinos quadrados onde cada pino possui uma dimensão lateral de 0,584 mm, um espaçamento de 1,575 mm entre os pinos, e uma profundidade de ligação de 0,838 mm. O padrão resultante possui uma área ligada de cerca de 15 por cento. Ainda outro padrão comum é o padrão C-estrela que possui uma área de ligação de cerca de 16,9 por cento. O padrão C-estrela possui uma barra na direção transversal ou um desenho de bombazina cortado por estrelas cadentes. Outros padrões comuns incluem um padrão em diamante com diamantes em repetição e ligeiramente descolados com área de ligação de cerca de 16 por cento e um padrão de trama aramada com a aparência conforme o nome sugere, por exemplo, como um padrão de tela de j anela possuindo uma área de ligação na faixa de cerca de 15 por cento a cerca de 21 por cento e cerca de 47 ligações por
24/86 centímetro quadrado.
Tipicamente f o percentual de área de ligação varia de cerca de 10 por cento a cerca de 3 0 por cento da área do laminado de tecido. Como é bem conhecida na técnica, a 5 ligação por ponto mantém as camadas laminadas unidas assim como transmite integridade a cada camada individual ligando os filamentos e/ou fibras dentro de cada camada.
Conforme aqui utilizado, o termo ligação ultrasônica significa um processo executado, por exemplo, 10 passando-se o tecido entre uma ferramenta sônica e cilindro de bigorna, conforme ilustrado na Patente U.S. No. 4,374.888 para Bornslaeger, aqui incorporada em sua totalidade por referência.
Conforme aqui utilizado, o termo ligação adesiva 15 significa um processo de ligação que forma uma ligação por aplicação de um adesivo. Tal aplicação de adesivo pode ocorrer por diversos processos, como revestimento por extrusão, revestimento por pulverização e outras aplicações tópicas. Ainda, tal adesivo pode ser aplicado em um 20 componente de produto e então exposto a pressão de forma que o contato de um segundo componente de produto com o componente de produto contendo o adesivo forme uma ligação adesiva entre os dois componentes.
Conforme aqui utilizado, o termo tratamento pós25 calandra refere-se a qualquer tratamento, como a aplicação de um agente não interferente, que é tipicamente aplicado a um laminado na direção do final do processo de laminação, como após da passagem do laminado através de um laminador ou sobre um cilindro de calandra, a fim de reduzir a 30' resistência ã remoção intercamadas.
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Conforme aqui utilizado, o termo resistência à remoção intercamadas refere-se à resistência à remoção exigida para separar um laminado dele mesmo quando desenrolado de um rolo, ao contrário da resistência à 5 remoção entre camadas no laminado. A resistência à remoção intercamadas pode ser determinada utilizando-se o Método de Teste de Bloqueio de Rolo descrito em detalhe abaixo.
Conforme utilizado aqui e nas reivindicações, o termo compreendendo é inclusive ou ilimitado e nao exclui 10 elementos, componentes de composição ou etapas de método adicional não citado. Da mesma forma, pretende-se que tal termo sej a sinônimo das palavras possui, possuem, possuindo, inclui, 'incluindo e qualquer derivado destas palavras.
Conforme aqui utilizado, o termo extensível ou expansível significa passível de alongamento em pelo menos uma direção, mas não necessariamente recuperável.
A menos que de outra forma indicado, os percentuais dos componentes nas formulações são em peso.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Para os propósitos desta invenção, um laminado ligado por estiramento com lado único elástico inclui pelo menos uma camada elástica e uma camada de face passível de franzimento, a camada de face passível de franzimento 25 estando aplicada a apenas um lado de pelo menos uma camada elástica. Um agente não interferente pode ser aplicado à camada elástica como uma camada de agente não interferente em um lado oposto àquele da camada de face, ou como um agente de ligação (adesivo) entre a camada elastica e a 30 camada de face passível de franzimento ou, alternativamente,
26/86 como um agente de ligação entre a camada elástica e a camada de face passível de franzimento e adicionalmente sobre o laminado ligado, em um lado oposto àqueles da camada de face.
Ξ desejável que. tal material laminado ligado por estiramento com lado único demonstre um valor de estiramento até a parada de entre cerca de 30 e 400 por cento. Em uma modalidade alternativa, tal material demonstra um valor de estiramento até a parada entre cerca de 50 e 300 por cento. Ainda em uma modalidade alternativa adicional, tal material laminado demonstra um valor de estiramento até a parada entre cerca de 80 e 250 por cento.
A camada elástica pode incluir uma série de fios filamentares contínuos com uma camada de soprado por fusão depositada sobre os fios filamentares contínuos. Adicionalmente ou alternativamente, outros componentes podem ser incluídos na camada elástica, como um filme ou uma série de fios filamentares contínuos, sejam com ou sem outro material laminado (como uma camada soprada por fusão elástica) fixada aos mesmos. Tal camada elástica pode também compreender uma talagarça elástica ou estrutura de tela, um material de espuma, ou uma combinação de qualquer um dos materiais anteriores. Se um filme for utilizado, o mesmo pode ser um filme perfurado. Em certas modalidades, qualquer um destes componentes adicionais pode ser utilizado no lugar da série de fios filamentares contínuos e/ou da camada soprada por fusão. A combinação de uma série geralmente paralela de filamentos ou fios contínuos elastoméricos (série de . fibras) e materiais soprados por fusão depositados sobre os filamentos, são descrita na * 27/Q6
Patente U.S. No. 5.385.775 para Wright, anteriormente indicada. Desejavelmente, a relação em peso básico entre filamento e soprado por fusão em tal camada elástica pode ser de cerca de 90:10, por exemplo.
Conforme mencionado, a camada elástica pode incluir uma série de fios filamentares contínuos com uma camada de soprado por fusão depositada sobre os fios filamentares contínuos. O laminado adequadamente inclui um polímero elástico com base de poliolefina possuindo um grau de 10 cristalinidade entre cerca de 3% e cerca de 40%, ou entre cerca de 5% e cerca de 30%, ou entre cerca de 15% e cerca de 25%. 0 polímero elástico com base de poliolefina pode também possuir uma taxa de fluxo fundido entre cerca de 10 e cerca de 600 gramas por 10 minutos, ou entre cerca de 60 15 e cerca de 300 gramas por 10 minutos, ou entre cerca de 150 e cerca de 200 gramas por 10 minutos; um ponto de fusão/amolecimento entre cerca de 40 a cerca de 160 graus Celsius; e/ou uma densidade de cerca de 0,8 a cerca de 0,95, ou de cerca de 0,85 a cerca de 0,93, ou de cerca de 20 0,86 a cerca de 0,89 grama por centímetro cúbico. O polímero elástico com base de poliolefina pode incluir polietileno, polipropileno, buteno, ou homopolímeros ou copolímeros de octeno, metacrilatos de etileno, acetatos de vinil etileno, copolímeros de acrilatos de butila ou uma 25 combinação de qualquer um destes polímeros.
Um exemplo de um polímero com base de poliolefina elástico adequado é o VISTAMAXX, disponibilizado por ExxonMobil Chemical de Baytown, Texas. Outros exemplos de polímeros com base de poliolefina adequados incluem ο 30 plastômero EXACT, metacrilato de etileno OPTEMA e
28/86 poliisobutileno VISTANEX e polietileno catalisado por metaloceno, todos disponibilizados por ExxonMobil Chemical, assim como plastômeros de poliolefina AFFINITY, como AFFINITY EG8185 ou AFFINITY GA1950, disponibilizados por Dow Chemical Company de Midland, Michigan; acetato de vinil etileno ELVAX, disponibilizado por Ε. I. Du Font de Nemours and Company de Wilmington, Delaware; e acetato de vinil etileno ESCORENE Ultra, disponibilizado por ExxonMobil.
O polímero com base de poliolefina elástico adequado possui uma taxa de cristalização lenta, com regiões parciais de fases cristalina e amorfa que o tornam inerentemente elástico e aderente. 0 polímero elástico baseado em poliolefina pode ser incorporado na camada soprada por fusão, nos fios filamentares contínuos e/ou na camada de face, conforme descrito em maiores detalhes abaixo.
Pelo menos um dos componentes da camada elástica pode ser formado a partir de um polímero elástico com base de poliolefina possuindo um grau de cristalinidade entre cerca de 3% e cerca de 40%, ou entre cerca de 5% e cerca de 30%, ou entre cerca de 15% e cerca de 25%, conforme descrito acima. Quando o polímero elástico é utilizado para formar a camada soprada por fusão, por exemplo, a taxa de cristalização lenta do polímero elástico é vantajosa porque as fibras sopradas por fusão estão semi-aderentes à medida que são depositadas sobre o fio de formação, o que mantém os filamentos elásticos no lugar e liga por meio adesivo o composite. Adicionalmente, quando a camada soprada por fusão inclui o polímero elástico, a camada soprada por fusão pode ser aplicada a uma adição mais alta comparada a
29/86 camadas sopradas por fusão não elásticas. Mais particularmente, a camada soprada por fusão elástica pode ser aplicada a uma adição de até cerca de 34 g/m2, ou entre cerca de 1 a cerca de 5 gramas por metro quadrado (g/m2) , ou entre cerca de 1,25 e cerca de 2,5 g/m2, conforme medido quando a camada é completamente estendida. O soprado por fusão inelástico tende a rachar e a formar ilhas separadas à medida que os filamentos se estiram antes da laminação a níveis de adição altos, o que leva à não uniformidade.
Entretanto, o soprado por fusão elástico não sofre de tais desvantagens a altos níveis de adição. Além disso, a adição mais alta de soprado por fusão elástico em conjunto com a aderência do soprado por fusão elástico auxilia a prender de forma mais segura os filamentos à camada de face de forma que os filamentos estejam menos propensos a se tornarem frouxos, conforme demonstrado pela resistência à remoção intercamadas que é maior que a resistência à remoção de camadas intermediárias. Mais particularmente, a resistência ã remoção das camadas no interior do laminado é superior à resistência ã remoção das superfícies exteriores das camadas entre si quando o laminado está desenrolado do rolo. Por exemplo, o laminado pode possuir uma resistência à remoção de camadas intermediárias de cerca de 26,25 a cerca de 59,06 gramas por centímetro de largura na direção transversal a uma taxa de deformação de 300 mm/min, usandose o mesmo método de teste utilizado para determinar a resistência à remoção intercamadas, mas ao invés disso puxando-se a camada elástica da camada de face. A adição mais alta de soprado por fusão elástico pode também auxiliar a reduzir a porosidade.
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Outro benefício da utilização do polímero com base de poliolefina elástico na camada soprada por fusão é a redução ou eliminação de bloqueio do rolo, conforme demonstrado através de baixa resistência à remoção intercamadas do laminado. Outros laminados podem incluir tratamento pós-calandra, como polvilhamento de soprado por fusão de polipropileno não elástico, para evitar o bloqueio do rolo, mas a incorporação do polímero elástico na camada soprada por fusão pode remover a necessidade de qualquer tratamento pós -calandra. A incorporação da camada soprada por fusão elástica sem qualquer tratamento pós-calandra pode resultar em uma resistência à remoção intercamadas do laminado de menos que cerca de 9,19 gramas por centímetro de largura na direção transversal a uma taxa de deformação de 300 mm/min, ou menos que cerca de 7,87 gramas por centímetro de largura na direção transversal a uma taxa de deformação de 300 mm/min, ou menos que cerca de 6,56 gramas por centímetro de largura na direção transversal a uma taxa de deformação de 300 mm/min. Uma largura menor do laminado pode fornecer resultados não uniformes, mas na maioria a resistência à remoção intercamadas do laminado possui uma relação linear com a largura do laminado. Assim, por exemplo, um laminado possuindo uma largura de 7,62 centímetros pode exibir uma resistência à remoção intercamadas de cerca de 7,87 gramas por centímetro de largura na direção transversal a uma taxa de deformação de 300 mm/min, enquanto o mesmo laminado possuindo uma largura de 2,54 centímetros pode exibir uma resistência à remoção intercamadas de cerca de 7,87 gramas por centímetro de largura na direção transversal com uma taxa de deformação * 31/86
A r ·» de 300 mm/min.
A camada soprada por fusão pode incluir, por exemplo, entre cerca de 30% e cerca de 100%, ou entre cerca de 50% e cerca de 80% em peso de polímero com base de poliolefina elástico. A camada soprada por fusão pode ser um componente de camada única ou de multicamadas. Por exemplo, a camada soprada por fusão pode também incluir uma camada de polímero soprado por fusão com base de copolímero de bloco estirênico, conforme descrito em maiores detalhes abaixo.
Conforme mencionado, os fios filamentares contínuos ” podem também incluir um polímero com base de poliolefina elástico. Mais particularmente, os fios filamentares contínuos podem ser compostos, entre cerca de 5% e cerca de 90%, ou entre cerca de 3 0% e cerca de 70% em peso, por polímero com base de poliolefina elástico.
Além disso, qualquer ou todos os componentes no interior da camada elástica (seja filme, filamento ou outra estrutura descrita) pode incluir materiais termoplásticos, como copolímeros em bloco possuindo a fórmula geral A-B-A'
0 onde A e A' são, cada um, um bloco de extremidade de polímero termoplástico que contém uma metade estirênica tal como um poli (vinilareno) , e onde B é um bloco central de polímero elastomérico tal como um dieno conjugado ou um polímero de alqueno inferior.
Exemplos específicos de copolímeros de bloco estirênico úteis incluem polímero de poliisopreno hidrogenados como estireno-etilenopropileno-estireno (SEPS), estireno-etilenopropileno-estireno-etilenopropileno (SEPSEP), polímeros de polibutadieno hidrogenado como estireno-etilenobutileno-estireno (SEBS), estireno32/86 etilenobutilenç-estireno-etilenobutileno (SEBSEB), estirenobutadieno-estireno (SBS), estireno-isopreno-estireno (SIS), e polímero de poli-isopreno/butadieno hidrogenado tal como estireno-etileno-etilenopropileno-estireno (SEEPS). Configurações 5 de polímero em bloco, como dibloco, tribloco, multibloco, em estrela e radial são também considerados nesta invenção.
Em alguns exemplos, copolímeros em bloco de peso molecular mais alto podem ser desejáveis. Copolímeros em bloco são disponibilizados por Kraton Polymers U.S. LLC de Houston, 10 TX sob a designação de polímeros Kraton G ou D, por exemplo, G1652, G1657, G1730, D1114, D1155, D1102 e Septon Company of America, Pasadena, TX, sob as designações Septon 2004, Septon 4030, e Septon 4033. Outros fornecedores potenciais de tais polímeros incluem Dexco Polymers do 15 Texas e Dynasol da Espanha. Misturas de tais materiais de resinas elastoméricas são também considerados como o componente principal da camada elástica. Adicionalmente, outros copolímeros em bloco desejáveis estão divulgados na Publicação de Patente U.S. No. 2003/0232928A1, a qual está 20 aqui incorporada em sua totalidade por referência.
Tais resinas de base podem ser ainda combinadas com agentes de aderência e/ou auxiliares de processamento em compostos. Compostos exemplares incluem, mas não estão limitados a, KRATON G 2760, e KRATON G 2755. Auxiliares de 25 processamento que podem ser adicionados ao polímero elastomérico descrito acima incluem uma poliolefina para melhorar a capacidade de processamento da composição. A poliolefina deve ser uma que, quando combinada e submetida a uma combinação apropriada de condições de pressão elevada 30 e temperatura elevada, seja extrusável, na forma combinada,
33/86 com o polímero de base elastomérico. Materiais poliolefínicos de combinação úteis incluem, por exemplo, polietileno, polipropileno e polibuteno, incluindo copolímeros de etileno, copolímeros de propileno e copolímeros de buteno. Um polietileno particularmente útil pode ser obtido através de Eastman Chemical sob a designação EPOLENE C-10. Duas ou mais entre as poliolefinas podem ser também utilizadas. As misturas extrusáveis de polímeros elastoméricos e poliolefinas são divulgadas, por exemplo, na Patente U.S. No. 4.663.220.
A camada de filamentos elastoméricos ou de filme pode possuir alguma aderência/adesividade para melhorar a ligação autógena. Por exemplo, o próprio polímero elastomérico pode ser aderente quando formado em filmes e/ou filamentos ou, alternativamente, uma resina aderente compatível pode ser adicionada às composições elastoméricas extrusáveis descritas acima para fornecer fibras elastoméricas aderentes e/ou filamentos que se ligam de forma autógena. Em relação às resinas aderentes e composições elastoméricas extrusáveis aderentes, observe as resinas e composições conforme divulgadas na Patente U.S. No. 4.787.699, aqui incorporada em sua totalidade por referência.
Qualquer resina aderente que seja compatível com o polímero elastomérico e possa suportar as altas temperaturas de processamento (por exemplo, extrusão) pode ser utilizada. Se o polímero elastomérico (por exemplo, copolímero em bloco elastomérico A-B-A) for misturado a auxiliares de processamento como, por exemplo, poliolefinas ou óleos extensores, a resina aderente deve também ser compatível com estes auxiliares de processamento.
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Geralmente, as resinas de hidrocarboneto hidrogenadas são resinas aderentes preferidas, por causa de sua melhor estabilidade à temperatura. Os agentes de aderência da série REGALREZ são exemplos de tais resinas de 5 hidrocarboneto hidrogenadas. As resinas de hidrocarboneto
REGALREZ são disponibilizadas por Eastman Chemical. E claro que a presente invenção não é limitada ao uso de tais resinas aderentes, e outras resinas aderentes que sejam compatíveis com os outros componentes da composição e que 10 possam suportar as altas temperaturas de processamento podem também ser utilizadas. Outros agentes de aderência são disponibilizados por ExxonMobil sob a denominação ESCOREZ.
Outros materiais elastoméricos exemplares que podem ser usados incluem materiais elastoméricos de poliuretano como, por exemplo, aqueles disponíveis sob a marca comercial ESTANE da Noveon, materiais elastoméricos de poliamida como, por exemplo, aqueles disponíveis sob a marca comercial PEBAX (polieteramida) de Ato Fina Company, e materiais elastoméricos de poliéster como, por exemplo, aqueles disponíveis sob a denominação comercial HYTREL de E. I. DuPont De Nemours & Company.
Polímeros elastoméricos úteis também incluem, por exemplo, polímeros e copolímeros elásticos de etileno e 25 pelo menos um monômero vinílico como, por exemplo, acetatos de vinila, ácidos monocarboxílicos alifáticos insaturados e ésteres de tais ácidos monocarboxílicos. Os copolímeros elásticos e formação de fibras sopradas por fusão elastomericas a partir destes copolímeros elásticos são 30 divulgados, por exemplo, na Patente U.S. No. 4.803.117,
35/86 aqui incorporada em sua totalidade por referência.
Materiais adicionais que podem ser utilizados na camada elástica para fornecer alguma extensibilidade com recuperação limitada, incluem materiais poliolefínicos submetidos à catalisadores de sítio único, como poliolefinas catalisadas por metaloceno e poliolefinas de geometria restrita, conforme disponibilizado por Dow sob a denominação AFFINITY, e por ExxonMobil sob a denominação EXACT. Desejavelmente, tais materiais possuem densidades de menos que cerca de 0,89 g/cm3.
Finalmente, os filamentos elásticos pré-formados são também considerados para estarem no escopo desta invenção. Tais filamentos pré-formados, como materiais tratados por solução, incluem LYCRA da Dupont e GLOSPAN, disponibilizado por GLOBE. Este material pode ' servir como a base para um componente de série de filamentos contínuos (camada elástica) de um material laminado ligado por estiramento ou, alternativamente, um componente de filme de um laminado ligado por estiramento.
Tipicamente, a mistura utilizada para formar a manta, filme ou filamentos quando os mesmos são produzidos a partir de material extrusado em um processo em linha inclui, por exemplo, de cerca de 40 a cerca de 90 por cento em peso de resina de base de polímero elastomérico, de cerca de 0 a cerca de 40 por cento de auxiliar de processamento de poliolefina e de cerca de 5 a cerca de 40 por cento de agente de aderência de resina. Estas proporções podem variar e dependendo das propriedades específicas desejadas e dos polímeros utilizados. Para uma modalidade alternativa, tal mistura inclui entre cerca de fOÕ
36/86 e 80 por cento em resina de base, entre cerca de 5 a 30 por cento em auxiliar de processamento e entre cerca de 10 e 30 por cento de agente de aderência. Em uma modalidade alternativa, tal mistura inclui um agente de aderência em uma quantidade entre cerca de 10 e 20 por cento de agente de aderência.
Em modalidades nas quais a camada soprada por fusão não inclui o polímero com base de poliolefina elástico, um agente não interferente pode ser aplicado à camada elástica como uma camada de agente não interferente em um lado oposto ao da camada de face ou como um agente de ligação (adesivo) entre a camada elástica e a camada de face passível de franzimento ou, alternativamente, como um agente de ligação entre a camada elástica e a camada de face passível de franzimento e, adicionalmente, sobre o laminado ligado, em um lado oposto ao da camada de face.
A camada de face passível de franzimento se une entre os pontos em sua superfície que são ligados à camada elástica. Essencialmente, aquelas áreas que são passíveis de franzimento são não ligadas à camada elástica. Enquanto é desejável que a camada passível de franzimento seja uma camada não tecida, tal camada passível de franzimento pode ser também um pano tecido, uma manta celulósica, conforme será posteriormente descrito, uma camada do tipo folha metálica ou uma combinação destas. Tal material passível de franzimento pode também ser pré-tratado de alguma forma antes de ser ligado à camada elástica. Tal pré-tratamento inclui, por exemplo, estreitamento. Tal pré-tratamento pode oferecer propriedades adicionais ao material laminado geral, como capacidades de estiramento bi ou fOf
37/86 multidirecional. Tal camada passível de franzimento pode incluir múltiplas camadas e desta forma ser um laminado de multicamadas.
A camada de face passível de franzimento pode ser um material não tecido como, por exemplo, uma ou mais mantas ligadas por fiação (como uma manta ligada por fiação de fibra conjugada), mantas sopradas por fusão ou panos cardados ligados. Um exemplo de uma manta ligada por fiação pode ser uma manta ligada por fiação de polipropileno 10 possuindo um peso básico entre cerca de 10,17 e 27,13 g/m2.
Em uma modalidade alternativa adicional, a manta ligada por fiação é estreitada entre cerca de 25 e 60 por cento antes de ser ligada à camada elástica. Ainda em uma modalidade da invenção, o material passível de franzimento é um material 15 de multicamada possuindo, por exemplo, pelo menos uma camada de manta ligada por fiação unida a pelo menos uma camada de manta soprada por fusão, pano cardado ligado ou outros material adequado. O material passível de franzimento pode também ser um material compósito produzido 2 0 a partir de uma mistura de duas ou mais fibras ou uma mistura de fibras e particulados, como um material de coformação.. Tais misturas podem ser formadas adicionandose fibras e/ou particulados à corrente gasosa na qual as fibras sopradas por fusão são transportadas de forma que 25 uma mistura emaranhada profunda de fibras sopradas por fusão e outros materiais, isto é, pasta de madeira, fibras cortadas e particulados como, por exemplo, hidrocolóide (hidrogel), particulados comumente conhecidos como materiais superabsorventes, ocorre antes da coleta das 30 fibras sopradas por fusão sobre um dispositivo de coleta
38/86 para formar uma manta coerente de fibras sopradas por fusão aleatoriamente dispersas e outros materiais, conforme divulgado na Patente U.S. No. 4.100.324, a divulgação da qual está aqui incorporada em sua totalidade por referência. A camada de face pode ser desenrolada de um rolo ou formada em linha.
Conforme mencionado, a camada de face pode também incluir um polímero com base de poliolefina elástico, conforme descrito acima. Mais particularmente, a camada de face pode ser composta, entre cerca de 0% e cerca de 100%, ou entre cerca de 60% e cerca de 100% em peso, por polímero com base de poliolefina elástico. Em certas modalidades, por exemplo, a camada de face pode ser um laminado ligado por fiação - soprado por fusão - ligado por fiação no qual a camada soprada por fusão inclui, em sua totalidade ou parcialmente, o polímero com base de poliolefina elástico. Alternativamente, a camada de face pode ser ligada por fiação, hidroemaranhada, ou outro tipo de material não tecido, incluindo o polímero com base de poliolefina elástico. Em certas modalidades, por exemplo, tanto a camada de face quanto a camada soprada por fusão elástica podem incluir um polímero com base de poliolefina elástico, conforme descrito acima. Em tais modalidades, o laminado não inclui qualquer camada de face em si, mas ao invés disso, pode incluir duas camadas do polímero com base de poliolefina elástico posicionadas em lados opostos da série de fios filamentares contínuos. Mais particularmente, conforme ilustrado na Figura 2, tanto a camada de face (85) quanto a camada soprada por fusão (89) podem incluir o polímero com base de poliolefina elástico.
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A camada passível de franzimento pode ser produzida de fibras de pasta, incluindo fibras de pasta de madeira, para formar um material como, por exemplo, uma camada de tecido. Adicionalmente a camada passível de franzimento pode ser uma camada ou camadas de fibras emaranhadas por meio hidráulico como, por exemplo, misturas emaranhadas por meio hidráulico de pasta de madeira e fibras cortadas conforme divulgado, por exemplo, na Patente U.S. No. 4.781.966, a divulgação da qual está aqui incorporada em sua totalidade por referência.
laminado ligado por estiramento com lado único é desejavelmente produzido utilizando-se um de três métodos. Em particular, o material pode ser produzido utilizando-se um método de extrusão e ligação com uma camada soprada por fusão com base de poliolefina possuindo uma taxa de cristalização lenta, ou um método de extrusão e ligação com um tratamento de agente não interferente soprado por fusão no mesmo (para formar uma camada de agente não interferente), uma aplicação de um adesivo de pré-ligação que possui tempo de abertura relativamente baixo e se torna não aderente após a aplicação, ou uma aplicação de um adesivo de pré-ligação que possui um tempo de abertura relativamente baixo e uma aplicação de pós-ligação de tal adesivo, com o adesivo se tornando não aderente após a aplicação. Os vários métodos podem ser descritos em uma modalidade como envolvendo um agente de ligação, embora todos os métodos não envolvam adesivos propriamente ditos. Os métodos podem ser diferentemente caracterizados como envolvendo emaranhamento mecânico o que, na prática, liga camadas entre si de forma mecanica sem um resultado
40/86 aderente .
Os atributos de uma camada soprada por fusão com base de poliolefina elástica semi-aderente possuindo uma baixa taxa de cristalização são descritos acima. Mais particularmente, as fibras sopradas por fusão são semiaderentes quando depositadas sobre a tela de formação, o que mantém os filamentos elásticos no lugar e liga o laminado de forma adesiva. Adicionalmente, a camada soprada por fusão elástica pode ser aplicada a uma adição relativamente alta, o que contribui para a ligação entre a camada de face e os filamentos.
Em modalidades incluindo um agente não interferente, o tratamento de agente não interferente pode incluir a aplicação de um material soprado por fusão de peso básico relativamente baixo, de forma que nenhuma manta prontamente visível (como olho humano) seja formada, ao topo das camadas elásticas aderentes no laminado. Tal tratamento de agente não interferente é desejavelmente um polvilhamento de soprado por fusão, como entre cerca de 0,2 e 2,0 g/m2 de materiais soprados por fusão. Em uma modalidade alternativa, tal aplicação de soprado por fusão está entre cerca de 0,2 e 1,5 g/m2 de materiais soprados por fusão. Ainda em outra modalidade alternativa, tal aplicação de soprado por fusão está entre cerca de 0,2 e 0,8 g/m2. Ainda em outra modalidade alternativa, tal aplicação de soprado por fusão está entre cerca de 0,2 e 0,5 g/m2. O peso básico dos materiais soprados por fusão é determinado no ponto de laminação. Dependendo de que atributos são desej ados, a aplicação soprada por fusão é variada dentro destas respectivas faixas. Por exemplo, se um laminado mais
41/86 elástico é desejado, a aplicação de soprado por fusão necessariamente estaria na extremidade inferior da faixa. Desejavelmente, tal soprado por fusão é um material soprado por fusão de polipropileno não aderente, que é exemplificado por VALTEC HH442H (possuindo um MFR de 1100 a 230°C/2,16 kg de ASTM D1238) por Basel1, e Basel1 PF-015.
Tal material soprado por fusão pode ser produzido por um ou mais depósitos de soprado por fusão dependendo do peso básico desejado. Alternativamente, tal soprado por fusão 10 pode ser composto de um material elástico sem agente de aderência.
Se um método adesivo é utilizado para criar tal laminado ligado por estiramento com lado único, é desejável que tal adesivo possui um tempo de abertura relativamente 15 curto, entre cerca de 0,2 segundos (s) e 1 minuto. Em uma modalidade alternativa, tal tempo de abertura está entre cerca de 0,2 s e 3 s. Ainda em uma modalidade alternativa adicional, tal tempo de abertura está entre cerca de 0,5 s
e 2 s. Um adesivo exemplar com tais propriedades é um
20 adesivo de fusão a quente com base de polipropileno (que se
torna não aderente logo após a aplicação, por
solidificação) consistindo de até 65 por cento ou entre cerca de 15 a 40 por cento de polipropileno atático, em uma modalidade cerca de 39 por cento em peso de Eastman PI023 25 PP (polipropileno atático de Eastman Chemical) ou 50 por cento em peso de Huntsman H2115 (polipropileno atático de
Huntsman Polymers) ; entre cerca de 30 a 60 ou 20 a 50 por cento de agente de aderência, em uma modalidade cerca de 30 por cento de ESCOREZ 5300 da ExxonMobil ou 39 por cento de 30 ESCOREZ 5690 da ExxonMobil; entre cerca de 2 a 10 por cento
42/86 de copolímero em bloco de estireno, em uma modalidade cerca de 4 por cento de SEPTON 2002 da Septon Polymers ou cerca de 5 por cento de VECTOR 4411 da Dexco Polymers; entre cerca de 10 a 2 0 por cento de polipropileno isotático, em uma modalidade, cerca de 14 a 16 por cento de PP 3746G (polipropileno isotático), também da ExxonMobil; entre cerca de 0 a 2 por cento de agente de coloração, em uma modalidade cerca de 2 por cento de um agente de coloração, como 5 0 por cento de dióxido de titânio em VECTOR 4411 e finalmente, entre cerca de 0,2 a 1 por cento de estabilizante, em uma modalidade, cerca de 0,5 por cento de IRGANOX 1010 de Ciba Specialty Chemicals. Este adesivo foi utilizado em alguns dos exemplos adesivos que aparecem abaixo. Deve ser apreciado que os vários componentes podem possuir outros substitutos, como estabilizantes que não IRGANOX. Além disso, deve ser avaliado que tais adesivos podem também não conter agentes de coloração, dependendo da aplicação do produto. Outros adesivos podem ser utilizados com a. presente invenção, incluindo aqueles derivados dos adesivos descritos nas Patentes U.S. No. 6.657.009 e 6.774.069, Pedidos de Patente U.S. Nos. de série 09/945239, 09/945240, 10/655717, e Publicações U.S. Nos. US20020122953, US20020123726, cada um dos quais está aqui incorporado em sua totalidade por referência.
Em uma modalidade, é desejável que o adesivo seja aplicado em uma etapa de pré-ligação (isto é, antecedendo, (tal como, imediatamente antecedendo) a união da camada elástica e a camada de face única e, um laminador) a um peso básico de menos que cerca de 16 g/m2. Em uma modalidade alternativa, tal adesivo é aplicado a um peso
43/86 básico de menos que cerca de 8 g/m2. Ainda em uma modalidade alternativa adicional, é desej ável que tal adesivo seja aplicado a um peso básico de menos que cerca de 4 g/m2. Ainda em uma modalidade alternativa adicional, é 5 desej ável que o adesivo sej a aplicado entre 1 e 4 g/m2. Em uma modalidade, é desejável que tal adesivo seja aplicado por pulverização, tal como através de sistemas disponibilizados por ITW ou outras aplicações de pulverização similares. Tal aplicação por pulverização é, 10 em uma modalidade, pulverizada sobre uma das camadas, como na camada de face ou na camada soprada por fusão. Em uma modalidade alternativa, tal pulverização é feita dentro do laminador, no qual as camadas de face e elástica são unidas, ou no qual a camada soprada por fusão e os 15 filamentos são unidos.
Se o adesivo está para ser aplicado como uma etapa de pré-ligação e pós-ligação (pré-ligação conforme anteriormente descrita) é desejável que o adesivo seja aplicado sobre os materiais (como será descrito abaixo) em uma quantidade de 20 menos de 4 g/m2 antes da ligação das várias camadas. Em uma modalidade alternativa, tal adesivo é desejavelmente ap 1 icado em uma quantidade de menos que 2 g/m2 antes da ligação das várias camadas. Ainda em outra modalidade alternativa, tal adesivo é aplicado em uma etapa de pré25 ligação em uma faixa entre cerca de 1 e 4 g/m2 e em uma etapa de pós-ligação entre cerca de 0 a 4 g/m2. Ainda em uma modalidade alternativa adicional, tal adesivo é aplicado em um método de pré-ligação e de pós-ligação em um total entre cerca de 6 e 8 g/m2. O termo pós-ligação 30 refere-se a um tratamento pós-calandra e, mais
44/86 especificamente, deve significar aplicação do adesivo ou agente não interferente após a saída da camada elástica e camada de face ligadas do laminador, e antes do enrolamento em um rolo para armazenamento. Por exemplo, aplicação do adesivo de pós-ligação ou agente não interferente pode ser feita a um lado do laminado de camada elástica/camada de face oposto ao lado da camada de face.
Em uma modalidade, um método para produção de um material laminado elástico ligado por estiramento com lado de face único utiliza um revestimento como aquele que foi anteriormente descrito, e uma série de fios filamentares contínuos ligadas ao revestimento, seja por meio adesivo ou através da aplicação da camada soprada por fusão elástica. Entretanto, de acordo com o método, um agente não interferente pode também ser aplicado ao lado da série de filamentos, que é oposta ao lado da camada de face. O laminado resultante pode, possuir uma estrutura ABC, na qual A representa o revestimento de lado único, o B representa a camada soprada por fusão elástica, e o C representa os filamentos elásticos contínuos. Alternativamente, o B pode representar os fios filamentares contínuos e o C pode representar a camada soprada por fusão elástica. Ainda como outra alternativa, B pode representar o componente/camada elástica do laminado e C pode representar o agente não interferente (ou adesivo, conforme descrito). Para os propósitos desta aplicação, o termo agente não interferente deve significar um revestimento leve na faixa anteriormente descrita de um agente que fornece uma cobertura de superfície leve a uma camada aderente, mas que não afeta a
45/86 capacidade de performance do laminado em retrair. Por exemplo, o agente não interferente em uma modalidade é menos que cerca de 14 por cento do peso básico da camada elástica, sem considerar o agente não interferente. Desejavelmente, o agente não interferente em uma modalidade alternativa é inferior a 7 por cento do peso básico da camada elástica. Ainda em uma modalidade alternativa adicional, o agente não interferente é inferior a 4 por cento do peso básico da camada, elástica. Desejavelmente, a aplicação do agente não interferente é tão levemente aplicada que nenhum franzimento perceptível ocorre no agente não interferente propriamente dito após se permitir que a camada elástica retraia. O agente não intereferente é essencialmente aderido de forma forme às superfícies da camada elástica de forma que haja uma separação desprezível da camada elástica (especialmente quando comparada à separação do revestimento no lado oposto da camada elástica), quando a camada elástica é deixada retrair.
De certa forma o material resultante demonstra níveis de estiramento aumentados e a capacidade do material ser enrolado para armazenamento sobre si mesmo se não for utilizado imediatamente. 0 material igualmente demonstra franzimento melhorado do revestimento único uma vez que o laminado ligado por estiramento é deixado retrair a uma
extensão maior do que seria possível com duas camadas de
face fixadas.
Como pode ser visto nas Figuras IA e 1B, cada uma das
quais ilustra uma visão esquemática de um método para
produzir um material laminado ligado por estiramento com lado único de acordo coma invenção, estas figuras ilustram
HD
46/86 um processo (10) de fabricação de laminado de filamento contínuo horizontal. Um primeiro aparelho de extrusão (20) é alimentado com uma composição de mistura de polímeros de uma ou mais fontes (não mostradas) que é extrusada sobre 5 uma superfície de formação (30) em forma de filamentos (31) . 0 polímero extrusado é desejavelmente um elastômero de copolímero- de bloco estirênico e/ou um polímero com base de poliolefina elástico. Em várias modalidades, o aparelho de extrusão (20) , ou um segundo aparelho de extrusão (35) 10 podem ser configurados para produzir outros materiais, por exemplo, fibras termoplásticas (36), para atingir o posicionamento em linha de camadas dos mesmos - ou diferentes - materiais, por exemplo, fibras termoplásticas, para atingir a colocação em linha de camadas dos mesmos 15 ou diferentes - materiais. Técnicas para extrusão de fibra, como sopragem por fusão modificada das fibras, são adicionalmente expostas na Patente U.S. No. 5.385.775 para Wright, previamente mencionada. 0 aparelho (20) extrusa filamentos (31) diretamente sobre um sistema de transporte, que pode ser um sistema de superfície de formação (30) (por exemplo, uma correia foraminosa) que se move no sentido horário sobre rolamentos (40). Um vácuo (não mostrado) pode também auxiliar a manter os filamentos (31) contra o sistema de tela foraminosa. Uma camada soprada por fusão, também de um material elastomérico como os materiais anteriormente descritos, particularmente um polímero com base de poliolefina elástico, é extrusado a partir do depósito adjacente (35) ou (45), de forma que as fibras sopradas por fusão (36) ou (46) são colocadas sobre os 30 filamentos contínuos (31) (série). 0 material soprado por
47/86 fusão é, em uma modalidade, aplicado de forma a representar 10 por cento do peso básico do filamento e estrutura soprada por fusão, por exemplo. Em uma modalidade particular, o copolímero de bloco estirênico ou composição polimérica com base de poliolefina elástica é são os mesmos tanto nos filamentos quanto nos materiais soprados por fusão. Em uma modalidade alternativa, as composições são diferentes (as quais podem incluir a mesma resina base, mas com percentuais diferentes de auxiliar de processamento de agente de aderência).
Em certas modalidades, particularmente naquelas onde a camada soprada por fusão não inclui um polímero com base de poliolefina elástico, um ou mais depósitos de soprado por fusão adicionais (45) e (50) (Figura IA) podem estar posicionados no sentido do fluxo e adjacentes ao primeiro depósito de soprado por fusão para extrusar um agente não intereferente (46) sobre a(s) camada(s) elástica (s) extrusada (s) . Tal agente não interferente pode ser uma poliolefina ou polímero de poliolefina elástico conforme descrito anteriormente. Adicionalmente, polialfaolefinas amorfas (APAO) que não são aderentes podem ser utilizadas. Adicionalmente, materiais elastoméricos sem agentes de aderência podem também ser utilizados. Em uma modalidade alternativa adicional, adesivos de polipropileno como anteriormente descritos, podem ser, de forma similar, soprados por fusão sobre o material soprado por fusão elástico anterior. Ao fundir os materiais, um fundidor de grade (equipamento típico de fusão a quente) pode ser utilizado para fundir/fornecer cilindros, pelotas ou blocos inorgânicos ou orgânicos de agente não interferente.
48/86
O laminado de filamento/soprado por fusão e (opcionalmente) agente não interferente pode ser compactado por cilindros opcionais (55) (opcionais) e estirado pela velocidade diferencial dos cilindros de compactação opcionais ou cilindros de tracionamento (cilindros de laminação) (60) para alongar e tensionar os filamentos (56) . Os cilindros de tensão estão desta forma operando a velocidades que excedem a velocidade à qual a série de filamentos coberta com soprado por fusão está deixando a 10 superfície de formação. Desejavelmente, os cilindros de tração (55) ou (60) são fornecidos com uma superfície possuindo pouca ou nenhuma afinidade com os filamentos ou fibras. Em uma modalidade, os filamentos são estirados entre cerca de 3 e 6 vezes a partir da superfície de 15 formação para os cilindros de tração.
Ao mesmo tempo, uma camada de face única (67) é produzida em linha ou desenrolada de um rolo (65) e introduzida no conjunto de cilindros de laminação (60) com o laminado da série de filamentos de forma que a camada de 20 face (67) esteja voltada para lado do laminado com a série de filamentos, ao contrário do lado do laminado com o agente não interferente ou soprado por fusão. Alternativamente, a camada de face única (67a) pode ser introduzida no conjunto de cilindros de laminação (60) com 25 o laminado de série de filamentos de forma que a camada de face (67a) esteja voltada para o lado do laminado com o soprado por fusão, ao contrário do lado do laminado com a série de filamentos, conforme mostrado em linhas pontilhadas na Figura IB.
O revestimento é ligado à camada elástica (soprada por
49/86 fusão em particular, através de pressão no laminador) enquanto a camada elástica ainda está sendo pressionada. Tanto a série de filamentos quanto o revestimento deixam então o laminador (60) como um laminado ligado por estiramento elástico de filamentos contínuos com uma camada de face de lado único. O laminado elástico (70) é então deixado relaxar, formando franzidos no mesmo entre os pontos de ligação na camada de face e é coletado em um cilindro de coleta (75) para uso posterior. O cilindro de coleta então enrola o laminado, tipicamente a uma velocidade inferior à dos cilindros de laminação, como entre cerca de 0,5 e 0,75 das velocidades do cilindro de laminação. Os cilindros de laminação (60) podem ser desejavelmente projetados para fornecer uma área de ligação de 100 por cento através do uso de cilindros de calandra planos ou pode fornecer uma área de ligação em padrão. Os cilindros (60) podem ser aquecidos a um grau abaixo dos pontos de fusão/amolecimento dos vários componentes laminados, ou ã temperatura ambiente ou resfriados. Como uma modalidade alternativa do método, todos os cilindros que entram em contato com o lado sem revestimento do laminado desejavelmente incluem uma superfície não aderente, como um revestimento de PTFE (TEFLON) ou borracha de silicone como revestimento de liberação. Tais cilindros podem ainda ser revestidos com revestimentos IMPREGLON, da Southwest Impregion, de Houston, Texas, ou revestimentos de borracha de silicone da Stowe-Woodward Silfex, com uma dureza de 60 Shore A. . Em uma modalidade alternativa deste método de laminado de série de filamentos contínuos, ao invés de extrusar filamentos contínuos, filamentos
50/86 elásticos pré-formados como filamentos de LYCRA podem ser desenrolados de um cilindro e alimentados no laminador sob tração. Ainda em outra modalidade, o revestimento pode ser estreitado antes de ser ligado à camada elástica. Tal estreitamento pode ser entre cerca de 25 e 60 por cento.
Tal estrutura laminada pode ser vista na Figura 2, que ilustra uma vista estilizada em secção transversal de um laminado (80) produzido de acordo com a invenção. Conforme pode ser visto na figura, o revestimento (85) pode estar situado sob/imediatamente adjacente à série de filamentos (87). Uma camada soprada por fusão elástica (89) está posicionada sobre a série de filamentos (87) em um lado oposto ao da camada de face (85). Alternativamente, conforme mostrado na Figura 3, uma camada de agente não interferente (90) está posicionada sobre e imediatamente adjacente à(s) camada(s) soprada(s) por fusão elástica(s) (89). De acordo com outra modalidade alternativa, ilustrada em secção transversal na Figura 4, um laminado (80) produzido de acordo com a invenção pode incluir o revestimento (85), situado sob/imediatamente adjacente à camada soprada por fusão elástica (89) , com a série de filamentos (87) sobre a camada soprada por fusão (89) em um lado oposto ao da camada de face (85) . As espessuras das diversas camadas não devem aumentar e estão exageradas para ilustrar sua existência. Deve ser enfatizado que, particularmente em relação à camada de agente não interferente, a camada é meramente uma cobertura tópica próxima ãs fibras de camada soprada por fusão que estão por baixo. A camada de agente não interferente não forma franzidos visualmente distintos (ao olho humano) entre os . !
51/86 pontos de ligação para a camada soprada por fusão elástica, como o faz a camada de face em relação aos fios filamentares. Deve ser também reconhecido que enquanto cada uma das diversas secções transversais destas figuras 5 ilustra um material de camada de face relativamente plano, tais materiais de camada de face não tecidos são na verdade franzidos onde os mesmos estão ligados às respectivas camadas elásticas (seja de filamentos, filme ou mantas), mas para propósitos de estilização, tal manta é mostrada em 10 uma configuração relativamente plana. Se desejado, tal laminado de filamento com lado único pode ser então ligado a materiais de folha adicionais conforme anteriormente descrito.
Em uma modalidade, os filamentos contínuos em tais laminados estão desejavelmente presentes em uma quantidade entre cerca de 2,76 a 7,09, ou cerca de 3,15 a 5,90 por centímetro na direção transversal. 0 peso básicodo material soprado por fusão do primeiro depósito de soprado por fusão elástico pode ser de até cerca de 34 g/m2,ou entre cerca de 1 e 5, ou entre cerca de 1 e 3 g/m2,no ponto de laminação. 0 peso básico de tais materiais de face ligados a tais filamentos está desejavelmente entre cerca de 10,17 e 27,13 g/m2. Em uma modalidade, os materiais de filamento e soprado por fusão elástico são estirados entre 25 aproximadamente 50 e 800 por cento pela ação dos cilindros de laminação (expressa em uma relação, como cerca de 0,16 a 0,18 (velocidade de superfície de formação/velocidade de cilindro de laminação)). Em uma segunda modalidade alternativa, os filamentos são estirados entre cerca de 100 30 e 600 por cento pela ação dos cilindros de laminação.
/ /(2.
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Como um exemplo desta modalidade da invenção, um laminado de estrutura ABC pode ser produzido de acordo com os métodos da Patente U.S. No. 5.385.775, com um revestimento ligado por fiação de polipropileno (A) possuindo um peso básico entre cerca de 10,17 e 20,35 g/m2, mas desejavelmente na faixa de cerca de 11,87 a 13,56 g/m2. Em uma modalidade particular, o componente elástico B, que compreende a série de filamentos e a primeira camada soprada por fusão, é desejavelmente uma mistura de copolímero de bloco estirênico, como copolímeros de bloco estirênicos elásticos disponibilizada por Kraton, Septon, Dexco ou .Dynasol. Desejavelmente, tal mistura polimérica também inclui uma mistura combinada polimérica KRATON G, como KRATON G 276 0 ou KRATON G 2 755 nos filamentos e a mesma mistura polimérica na primeira camada soprada por fusão ou uma segunda mistura de polímero G na primeira camada soprada por fusão. A relação entre peso de filamentos e de soprado por fusão pode estar em uma proporção de 90:10 ou outra proporção adequada. 0 agente não interferente/camada C desejavelmente compreende uma camada soprada por fusão de polipropileno (como Basell PF015) levemente aplicada ou, alternativamente, uma mistura elastomérica não aderente de soprado por fusão como, por exemplo, uma mistura de 70 por cento de SEPTON 2004 com 30 por cento de cera EPOLENE C-10, aplicada a menos de 1 g/m2 (peso básico nos cilindros de calandra ou de laminação).Em outra modalidade particular, os componentes elásticos B e C, que desejavelmente compreendem a série de filamentos e a camada soprada por fusão elástica, desejavelmente incluem um polímero com base de poliolefina elástico, como // 7
53/86
VISTAMAXX, disponibilizado por ExxonMobil. Tal mistura polimérica pode também incluir uma mistura composta polimérica KRATON G nos filamentos, e a mesma mistura polimérica na camada soprada por fusão elástica ou uma 5 segunda mistura de polímero G na camada soprada por fusão.
Novamente, a relação entre peso de filamentos e de soprado por fusão pode estar em uma proporção de 90:10 ou outra proporção adequada.
Em certas modalidades, uma camada de face extensível 10 ou semi-elástica (85) é ligada ã um filme elástico ou semielástico (92) possuindo um peso básico de cerca de 5 0 gramas por metro quadrado (g/m2) ou menos, ou entre cerca de 35 a. cerca de 45 g/m2, ou entre cerca de 38 e cerca de 42 g/m2, conforme ilustrado na Figura 5. A camada de face 15 (85) possui uma tração de extensão menor que o filme (92).
Consequentemente, o laminado (80) exibe maior retração do que laminados comparáveis possuindo duas camadas de face convencionais. Esta quantidade substancial de recuperação elástica pode ser atribuída a reforço, massa de material e 20 distribuição da camada de face extensível ou semi-elástica (85) . Mais particularmente, devido à força exigida para provocar a deformação permanente da camada de face (85) não ser excedida, é possível um aumento na força de recuperação. Além disso, quando estirados, estes laminados 25 funcionam como material monocomponente ao invés de um laminado construído multicomponente.
A camada de face extensível ou semi-elástica (85) pode incluir o polímero com base de poliolefina elástico, descrito em detalhes acima, e pode ser soprado por fusão, 3 0 ligado por fiação, hidroemaranhado, ou qualquer outro tipo f/£
54/86 de material não tecido, também descrito em detalhes acima. Além disso, o laminado (80) pode incluir uma segunda camada de face extensível (94), igual ou diferente da primeira camada de face (85) ligada a uma superfície do filme (92), oposta à primeira camada de face (85) , conforme ilustrado na Figura 6. O laminado (80) pode também incluir uma pluralidade de filamentos elastoméricos, se desejado. A incorporação do polímero com base de poliolefina elástico em uma ou mais camadas de face auxilia na redução da força de extensão e permite o uso de um filme elástico ou semielástico de peso básico mais baixo. Adicionalmente ou alternativamente, o filme (92) pode incluir um polímero com base de poliolefina elástico. Exemplos de outros materiais de filme adequados incluem qualquer polímero elastomérico aqui descrito, particularmente aqueles descritos em relação à camada elástica nas modalidades anteriores, sabendo-se que o filme possui um peso básico de cerca de 50 g/m2 ou menos, ou entre cerca de 35 e cerca de 4 5 g/m2, ou entre cerca de 38 e cerca de 42 g/m2.
Na fabricação do material, por exemplo, as seguintes condições foram empregadas. 0 primeiro depósito de extrusão que extrusou filamentos contínuos, extrusou KRATON G 2760 ou, alternativamente, onde observado, KRATON G 2 755. O depósito de soprado por fusão elástico, que seguiu o depósito de filamento no sentido do fluxo, extrusou KRATON G 2755. O depósito de soprado por fusão de agente não interferente extrusou BASELL PF-015 onde observado. Geralmente tais depósitos extrusaram filamentos e polímeros soprados por fusão em um peso básico entre 9 e 16 g/m2, com a relação de peso básico de filamento elástico/soprado por //7
I
55/86 fusão elástico de 90:10. A razão de velocidade entre tela e calandra estava entre 0,18 e 0,19. O peso básico do revestimento, que era um não tecido ligado por fiação de polipropileno, estava entre 13,56 e 16,95 g/m2.
A temperatura de extrusão do sistema de fieira de extrusão do filamento contínuo estava entre cerca de 204,44°C e 237,78°C. Não havia ar primário neste sistema de filamento contínuo e o polímero foi extrusado sobre a tela de formação a partir da fieira de filamento. A temperatura de extrusão da camada soprada por fusão elástica que foi colocada sobre os filamentos estava entre 176,67°C e 260 °C com as temperaturas mais altas primeiramente na fieira. O ar primário no depósito de soprado por fusão elástico estava entre cerca de 9,65 e 11,03 kPa. A temperatura de extrusão do sistema de fieira do soprado por fusão de agente não interferente estava entre cerca de 176,67 °C e 2 98,89°C, com a fieira em si possuindo uma temperatura de cerca de 260°C. O ar primário nesta fieira era de cerca de 34,47 kPa. Os materiais foram calandrados em um laminador com os cilindros de calandra produzindo uma temperatura de superfície de ambiente a 43,33°C e sob uma pressão de cerca de 43,825 kN/m no cilindro.
Os materiais foram produzidos possuindo a composição e resultados de fabricação conforme refletidos na Tabela 1 abaixo.
Tabela 1
Número de Amostra Tipo de Filamento Elástico Soprado por fusão elástico Agente não interferente Camada de Face
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1 Trabalhada KRATON G 2760 • KRATON G 2755 70% de SEPTON 2004, 30 % de cera EPOLENE C-10 PP 13,56 a 16,95 g/cm2
2 Experimentada Acúmulo de soprado por fusão e filamentos na Calandra KRATON G 2760 KRATON G 2755 Sem Agente não interferente PP 13,56 a 16,95 g/cm2
3 Trabalhada KRATON G 2760 KRATON G 2755 Polipropileno BASELL PF-015 PP 13,56 a 16,95 g/cm2
4 Trabalhada KRATON G 2755 KRATON G 2755 Polipropileno BASELL PF-015 PP 13,56 a 16,95 g/cm2
Conforme pode ser visto a partir dos exemplos, a falta de uma camada de agente não interferente levou a problemas de fabricação, ao passo, que a presença de uma camada de agente não interferente simplificou o processo de 5 fabricação. A resistência à remoção (conforme descrita na seção de método de teste) foi então testada na amostra 4 acima com um agente não interferente de polipropileno. Os seguintes dados de teste indicam desempenho não interferente em pelo menos algumas amostras para cada seção 10 interna de um rolo.
Tabela 2
Dados de Teste de Remoção
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Secções Superiores Número da Amostra Força de Remoção em gramas
Força de Remoção Média de 43 g 1 49,6
2 36
3 42
4 53
5 33,4
6 62,2
7 36,7
8 34
Secções Médias 1 77,4
Força de Remoção Média de 101 g 2 114,3
3 14 9,9
4 73,4
5 100,1
6 77,5
7 84
8 128,2
Secções de Núcleo 1 402,3
Força de Remoção Média de 359 g 2 425,1
3 485,5
4 430,8
5 544,9
6 199,1
7 240,1
8 144,9
fãZ
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Na fabricação do material, para exemplos adicionais, as seguintes condições foram empregadas. 0 primeiro depósito de extrusão que extrusou os filamentos contínuos, extrusou KRATON G 2760 a 11,79 kg/h. O estiramento até a parada (rSTS) dos filamentos para cada amostra é indicado na Tabela. 3. O depósito.soprado por fusão elástico, o qual seguiu no sentido do fluxo do depósito de filamento, extrusou polipropileno BASELL PF-015/agente não interferente ou o polímero com base de poliolefina elástico 10 VISTAMAXX 2210 (VM) , disponibilizado por ExxonMobil, a uma adição baixa (2,5 g/m2) ou alta (4,9 g/m2). A razão entre velocidade da tela e de calandra estava entre 0,17 e 0,19, inclusive. Quando um adesivo foi utilizado, a adição de adesivo foi de 1,5 g/m2 no laminador. Quilonewtons por 15 metro por hora do soprado por fusão é a taxa à qual o polímero foi aplicado na CD através da largura da fieira de filamento e é indicada na Tabela 3 para cada amostra aplicável.
A temperatura de extrusão do sistema de fieira de extrusão do filamento contínuo estava entre cerca de
6,67°C e 260°C. Não havia ar primário neste sistema de filamento contínuo e o polímero foi extrusado sobre a tela de formação a partir da fieira de filamento. A temperatura de extrusão da camada soprada por fusão elástica que foi colocada sobre os filamentos era de 232,78°C. 0 ar primário no depósito de soprado por fusão elástico estava entre cerca de 5,51 e 6,89 kPa a cerca de 246,11 °C. A temperatura de extrusão do sistema de fieira do soprado por fusão de agente não interferente estava entre cerca de 176,67 e
260 °C, com a fieira em si possuindo uma temperatura de
59/86 cerca de 232,22°C. O ar primário nesta fieira era de cerca de 5,51 e 6,89 kPa. 0 peso básico do revestimento, que era um não tecido ligado por fiação de polipropileno, era de 13,56 g/m2. 0 revestimento estava desenrolado próximo à zona de estiramento e laminado com o compósito de soprado por fusão e filamentos. Os materiais foram calandrados em um laminador com os cilindros de calandra produzindo uma temperatura de superfície de ambiente a 21,11 °C a 29,44°C e sob uma pressão de cerca de'43,825 kN/m no cilindro. Todo o 10 laminado foi deixado retrair e enrolado sobre um núcleo de
7,62 centímetros.
Os materiais foram cortados de cada rolo e recortados em amostras de 10,16 cm por 15,24 cm e depois colocados em uma prensa hidráulica durante a noite para simular as 15 forças no rolo. O Método de Teste de Bloqueio de Rolo, descrito em detalhes abaixo, foi utilizado em um ângulo de 180 graus, à temperatura ambiente para determinar a resistência à remoção intercamadas e para quantificar o potencial de bloqueio. Uma amostra de cada laminado foi 20 testada em 10 repetições e a média foi convertida de gramas por 10,16 centímetros para gramas por 7,62 centímetros de largura baseado na relação essencialmente linear entre a resistência à remoção intercamadas e a largura do rolo.
Tabela 3
Amostra RSTS Adição de Soprado por fusão (g/m2) Tipo de Soprado por fusão Enrolador (m/s) Soprado por fusão (kN/m/h) Ad. (RPM) Resistência à Remoção Intercamadas (gramas por cm de largura)
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1 60 2,5 PF-015 0,48 N/D N/D 16,54
2 60 2,5 PF-015 0,48 N/D 8,3 22,31
3 12 0 4,9 PF-015 0,38 N/D 6,6 15,22
4 12 0 4,9 PF-015 0,38 N/D N/D 20,34
5 60 4,9 VM 0,48 0.13 6,6 4,59
6 120 4,9 VM 0,38 0.13 6,6 6,17
7 60 4,9 VM 0,48 0.13 N/D 1,84
8 120 4,9 VM 0,38 0.13 N/D 1,71
9 60 2,5 VM 0,48 0.07 N/D 3,81
10 120 2,5 VM 0,38 0.07 6,6 6,17
11 120 4,9 VM 0,38 0.13 6,6 6,17
12 60 2,5 VM 0,48 0.07 8,3 6,17
Os dados do teste fornecidos na Tabela 3 indicam que ο revestimento soprado por fusão elástico utilizando VISTAMAXX não interfere com o rolo. Mais particularmente, as amostras com VISTAMAXX tiveram resistência ã remoção .5 intercamadas significativamente baixa, em torno de 1,7 a 6,17 gramas por centímetro de largura contra 15,22 a 22,31 gramas por centímetro de largura sem VISTAMAXX. Isto demonstra que amostras produzidas com VISTAMAXX possuem menos probabilidade de interferirem no rolo.
Em uma segunda modalidade alternativa de um método para produzir um laminado ligado por estiramento com lado único, uma plataforma de extrusão vertical orientada pode ser utilizada para extrusar uma série de filamentos contínuos elásticos. Entretanto, ao invés de empregar um agente não interferente soprado por fusão que poderia englobar uma variedade de materiais, um método de ligação adesiva não aderente pode ser empregado para ligar a série de filamentos contínuos elásticos ao material de face.
f£5
61/86
As Figuras 7A e 7B ilustram esquematicamente cada uma um processo de fabricação de laminado de filamento vertical (100) para a fabricação de laminados elásticos (170) produzidos a partir de uma composição elástica. Com referência às Figuras 7A e 7B, pelo menos um material elastomérico fundido (105) , isto é, um material de copolímero de bloco estirênico, é extrusado a partir de uma extrusora de fieira (110) através de orifícios giratórios como uma pluralidade de filamentos elastoméricos. A extrusora pode estar extrusando a temperaturas entre cerca de 182,22 °C e 260 °C. Uma fieira de filme para produzir folhas ou tiras pode ser também utilizada em modalidades alternativas. Os filamentos (105) são temperados e solidificados pela passagem dos filamentos (105) sobre um primeiro cilindro de arrefecimento (12 0) . Qualquer número de cilindros de arrefecimento pode ser utilizado. Adequadamente, cilindros de arrefecimento possuem uma temperatura entre cerca de 4,44°C a cerca de 26,67°C.
A fieira da extrusora (110) pode ser posicionada em relação ao primeiro cilindro de forma que os filamentos contínuos encontrem este primeiro cilindro (120) a um ângulo predeterminado (130). Esta geometria de extrusão de filamento é particularmente vantajosa para depositar um extrusado fundido sobre um cilindro ou tambor giratório. Uma direção angulada ou inclinada fornece uma oportunidade para que os filamentos emerjam da fieira a um ângulo correto ao ponto tangente do cilindro, resultando em rotação melhorada, transferência de energia mais eficiente e vida de fieira geralmente mais longa. Esta configuração permite que os filamentos emerjam a um ângulo da fieira e /<&
62/Q6 sigam um caminho relativamente reto para entrar em contato com o ponto tangente na superfície do cilindro. O ângulo (130) entre a saída da fieira da extrusora (110) e o eixo vertical (ou o eixo horizontal do primeiro cilindro, dependendo de qual ângulo for medido) pode ir de pouco, como alguns graus, até muito, como 90 graus. Por exemplo, um ângulo.de 90 graus da saída de extrusado para o cilindro poderia ser atingido posicionando-se a extrusora (110) diretamente acima da borda no sentido do fluxo do primeiro cilindro (120) e possuindo uma ponta de fieira de saída lateral na extrusora. Além disso, ângulos como cerca de 20 graus, cerca de 35 graus ou cerca de 45 graus, fora da vertical, podem ser utilizados. Descobriu-se que, quando utilizando uma densidade de orifício de placa giratória de 4,72 filamentos/centímetro, um ângulo de aproximadamente 45 graus (mostrado nas Figuras 7A e 7B) permite que o sistema funcione de forma eficiente. O ângulo ideal, entretanto, pode variar como uma função de velocidade de extrusado, velocidade do cilindro, distância vertical da fieira ao cilindro e distância horizontal da linha central da fieira até o centro exato superior do cilindro. A performance ideal pode ser atingida empregando-se várias geometrias para resultar em eficiência de fiação melhorada e quebra de filamento reduzida.
Após os filamentos (105) serem temperados e solidificados, eles são estirados ou alongados usando-se uma primeira série de cilindros de estiramento (140) . A primeira série de cilindros de estiramento pode compreender um ou mais cilindros de estiramento individuais (145, 150) que giram a uma velocidade superior ã velocidade ã qual o /^7
63/86 cilindro de arrefecimento (120) gira, assim estirando os filamentos (105).
Em uma modalidade desta invenção, cada cilindro sucessivo gira a uma velocidade maior que a velocidade do cilindro anterior. Por exemplo, com referência às Figuras 7A e 7B, se o cilindro de arrefecimento (120) gira a uma velocidade x; o cilindro de estiramento (145) gira a uma velocidade ainda maior, por exemplo, a cerca de l,15x; o segundo cilindro de estiramento (150) gira a uma velocidade ainda maior, por exemplo, cerca de l,25x a cerca de 7x. Como um resultado, os filamentos (105) podem ser estirados em cerca de 100% a cerca de 800% de seu comprimento inicial pré-estirado.
Após os filamentos (105) serem estirados, o filamento (105) ou os filamentos (105) e a camada soprada por fusão (152) são laminados a um material de face (155) (quando filamentos estão ainda em uma condição estirada, como descrito de forma similar anteriormente na plataforma horizontal) por um processo adesivo conforme exemplificado pela unidade de distribuição de adesivo ilustrada (160), mostrado aplicando adesivo ao material de face (155) . A camada soprada por fusão (152) pode ser aplicada aos filamentos a partir do depósito de extrusão (153), entre o material de face (155) e os filamentos (105) , conforme mostrado na Figura 7B.
O material de face (155) é desenrolado de um rolo (154) e laminado a um primeiro lado dos filamentos (105) . Antes que o material (155) seja laminado aos filamentos, ele . pode ser estreitado por cilindros adicionais (não mostrados). Conforme descrito anteriormente, o material de
Μ %
64/86 face pode ser um material não tecido ou laminado deste, de acordo com a presente invenção. 0 material laminado é então passado através de cilindros de laminação (165) para ligar os filamentos elásticos (105) e (opcionalmente) a camada soprada por fusão (152) ao revestimento (155) por adesão.
Os cilindros de laminação (165) podem, alternativamente, ser utilizados em substituição, ou adição, aos cilindros de estiramento (145), (150) para atingir o estiramento. O material laminado é então deixado relaxar, desta forma deixando que os filamentos elastoméricos retraiam para formar franzidos no material laminado, conforme t anteriormente descrito para a plataforma de fabricação horizontal. Deve ser observado que em uma modalidade alternativa, um adesivo de tempo de abertura relativamente baixo adicional (ou agente não interferente) (161) pode ser aplicado após a saída da camada elástica e de face ligadas do laminador (165), de forma que uma camada adicional de material não aderente seja depositada na camada elástica em um lado oposto ao da camada de face, desejavelmente enquanto tal laminado está na condição estirada (conforme exemplos relevantes que seguem).
Os cilindros de laminação podem ser proj etados para fornecer um cilindro padronizado que pode produzir certos benefícios como volume ou estiramento do laminado aumentado e pode ser utilizado onde a resistência da adesão por contato entre o revestimento e os filamentos não está indévidamente afetada. Os cilindros de calandra podem ser aquecidos a um grau abaixo dos pontos de fusão/amolecimento dos vários componentes laminados, ou podem estar à temperatura ambiente ou resfriados.
zc
65/86
Conforme pode ser visto na Figura 8, uma vista em secção transversal de tal laminado (180) é ilustrada na qual um material de face de lado único (182) está ligado de forma adesiva (184) a uma série de filamentos contínuos 5 (186) .
Em um conjunto de exemplos que segue descrevendo esta modalidade, um adesivo de polipropileno é utilizado para ligar diretamente filme ou filamentos elásticos estirados sobre um revestimento ligado por fiação estreitado ou não '10 estreitado. Desej avelmente, o adesivo de polipropileno demonstra um tempo de abertura de cerca de 1 segundo. Para í os propósitos desta aplicação, o termo tempo de abertura deve ser utilizado para significar o tempo durante o qual o adesivo se mantém pegajoso. Tal adesivo fornece adesão 15 necessária em um estado fundido como um agente de ligação para os filamentos contínuos e/ou filme para serem ligados a um material não tecido (como um ligado por fiação), mas que seria não aderente após a laminação. O laminado pode ser imediatamente enrolado sem um problema de bloqueio de 20 rolo.
Os filamentos, filmes ou tiras elásticas de tal laminado ligado por estiramento podem ser filamentos, filmes ou tiras pré-produzidos, como filamentos LYCRA ou GLOSPAN que são introduzidos no laminado a partir de um 25 cilindro ou tambor de fornecimento ou, alternativamente, aqueles trazidos em linha por extrusão, como a partir da plataforma de extrusão vertical descrita acima. Exemplos específicos do material produzido de acordo com os métodos acima são descritos abaixo. Materiais foram produzidos 30 inicialmente utilizando-se filamentos de LYCRA ligados a um
66/86 revestimento único de 20,35 g/m2 ligado por fiação utilizando-se a mistura de adesivo com base de polipropileno descrita acima. Os filamentos LYCRA de 940 denier foram alongados em 250 por cento e depois revestidos com adesivo utilizando-se um sistema de aplicação de adesivo por pulverização, a uma adição de adesivo entre cerca de 5,0 a 7,0 g/m2 de adesivo. Os filamentos revestidos com adesivo foram passados através de um laminador sob tração, com o ligado por fiação de polipropileno e imediatamente enrolados. O laminado de face única resultante era não aderente e não resultou em t bloqueio quando desenrolado e uma velocidade entre cerca de
5,08 e 7,62 m/s ou inferior. O laminado ligado por estiramento com face de lado único demonstrou também um nível alto de estiramento até a parada em performance elástica.
Exemplos adicionais de material produzido de acordo com os métodos de extrusão descritos anteriormente são descritos na Tabela 4 a seguir. Para os materiais gerados 20 na Tabela 4, as seguintes condições foram utilizadas. A fieira de filamento/fio A consistia de uma fileira de orifícios de extrusão de 4,72 orifícios por centímetro (0,076 centímetros de largura) por 25,4 centímetros de fieira. A fieira B consistia de duas fileiras de 25 orifícios de extrusão. A fileira 1 consistia de 4,72 orifícios por centímetro (0,012 centímetros de largura) para a fieira de 25,4 centímetros, e a fileira 2 consistia de 10 orifícios (0,635 centímetros de espaço por 2,54 centímetros de largura por lado (0,127 centímetros de 30 largura) e uma aba possuindo 4 orifícios . (2 orifícios f3!
espaçados em 1,9 centímetros/2 orifícios de borda com espaçados em 0,635 centímetros; 0,127 centímetros de largura)). 0 adesivo utilizado foi o mesmo adesivo de polipropileno descrito acima, o qual foi soprado por fusão 5 entre 3 e 4 g/m2 através de toda a manta de face antes de entrar no laminador.
Tabela 4
Amostra N° Peso Básico de Elástico (g/m2) Polímero, de Filamento Fieira % de Estiramento do Laminado STS Peso básico do revestimento (g/m2) Adesivo (g/m2)
1 8 KRATON G6610 A 470 13,56 NSB 3
2 5,23 KRATON G6610 A 470 13,56 NSB 3
3 4 KRATON G6610 A 470 13,56 NSB 3
4 6 KRATON G6610 B 470 13,56 NSB 4
5 8 KRATON G6610 B 470 13,56 NSB 4
6 4 KRATON G6610 B 470 13,56 NSB 4
7 6 KRATON G6610 B 300 13,56 NSB 4
Para os propósitos destes exemplos, o termo KRATON G
6610 refere-se a um polímero Kraton G possuindo agente de aderência, o valor de estiramento até a parada foi determinado usando-se o teste anteriormente descrito e a abreviação NSB refere-se a ligado por fiação de /Λ
68/86 polipropileno estreitado que foi estreitado em aproximadamente 60 por cento antes de ser ligado à camada elástica.
Os exemplos de extrusão acima não exibiram bloqueio do rolo de laminado quando enrolados para armazenamento, tampouco ocorreu acúmulo de adesivo nos cilindros de laminação. O laminado corrugado era não aderente e exibiu um toque macio, com a diferença em aderência entre o lado de filamento e o lado de face sendo praticamente indistinguível através de inspeção visual e toque. 0 material também demonstrou capacidade de estiramento superior a 50 e até 400 por cento na direção da máquina e superior a 50 e até 120 por cento na direção transversal à máquina. Adicionalmente, o material demonstrou menos que cerca de 10 por cento em deformação de filamento de acordo com ao método de teste de deformação anteriormente . descrito após 90 minutos a 37,78°C. Tais resultados demonstram uma forte aderência dos filamentos à camada de face.
Em uma modalidade alternativa adicional do material laminado ligado por estiramento com lado de face único da invenção e processo para produção do mesmo, um adesivo é soprado por fusão ou pulverizado sobre o material elástico imediatamente antes do mesmo entrar em uma disposição de cilindro de laminação, assim como imediatamente após o laminado deixar o mesmo laminador, mas antes de ser enrolado para armazenamento em um rolo. Esta dupla aplicação de um adesivo resulta em um material com aderência reduzida (se a camada de filamentos, manta ou filme elásticos incluírem qualquer agente de aderência), deformação de filamento reduzida, se fios ou filamentos são
Λ35
69/Q6
utilizados na camada elástica, e ligação melhorada.
Em um exemplo da tal processo alternativo, os
materiais produzidos por este método são mostrados na
Tabela 5. Cada um utilizou adesivo com base de poliolefina fundido a quente conforme anteriormente descrito.
Tabela 5
Amostra N° Peso Básico (g/m2) Polímero de Filamento Alongamento de Filamento Material de Face (g/m2) Adesivo de prélaminação (g/m2) Adesivo de póslaminação (g/m2)
1 10,2 KRATON G 6610 4X SB 60% Estreitado 4 0
2 10,2 KRATON G 6610 4X SB 60% Estreitado 2 2
3 10,2 KRATON G 6610 4X SB 60% Estreitado 3 3
4 10,2 KRATON G 6610 4X SB 60% Estreitado 4 4
5 7,25 G 6610/ SIS (mistura 60/40) 5,6X SB 13,56 g/m2 4 0
6 7,25 G 6610/ SIS (mistura 60/40) 5,6X SB 13,56 g/m2 2 2
7 7,25 G 6610/ SIS (mistura 60/40) 5,6X SB 13,56 g/m2 3 3
8 7,25 G 6610/ SIS (mistura 60/40) 5,6X SB 13,56 g/m2 4 4
70/86
Deve ser observado que a mistura 60/40 descrita na tabela acima consistia de cerca de 60 por cento de KRATON G 6610, cerca de 20 por cento de VECTOR 4411 (Dexco Polymers), cerca de 16 por cento de VECTOR 4111 e cerca de
4 por cento de ESCOREZ 532 0 (da ExxonMobil) . Nesta mistura e nas outras formulações na tabela, traços de agente de coloração de dióxido de titânio foram utilizados em um SIS para colorir o polímero. Deve ser observado que, para as Tabelas 4 e 5, o peso básico do componente elástico é fora do cilindro de arrefecimento após a extrusão, mas antes do estiramento.
t Performance de Teste de Deformação - Tabela 6
Número de Código % de Deformação
5 Aprox. 45
6 Aprox. 40
7 Aprox. 14
8 Aprox. 8
Conforme pode ser visto na Tabela 6, enquanto a
Amostra 5 demonstrou apenas alguns poucos filamentos com boa ligação, as amostras restantes demonstraram ligação mais uniforme de filamentos inteiros. Adicionalmente, um teste de bloqueio de rolo foi executado no material 4 identificado acima. 0 material foi colocado em um forno a 54z44 °C por 4 8 horas e deixado para condicionar à
0 temperatura ambiente por 2 semanas. A amostra foi então enrolada a 1,27 metros por segundo sem problemas de bloqueio.
Ainda em uma modalidade alternativa adicional da invenção, um laminado ligado por estiramento com face única pode ser produzido utilizando-se os métodos de aplicação do /35
71/86 agente não interferente ou do adesivo não aderente com um componente elástico com base de filme. Por exemplo, uma composição de resina elastomérica pode ser processada em um filme através de tecnologia de bomba de fundido e de fieira de filme conhecidas 0 filme pode ser moldado ou soprado. 0 filme extrusado pode ser ou um filme de camada única ou parte de um filme de multicamadas, o qual inclui uma ou mais camadas de pele (como em uma estrutura ABA) imediatamente adjacentes a uma camada de núcleo. Se filmes de multicamadas devem ser produzidos, tais camadas adicionais podem ser produzidas por um processo de laminação ou por co-extrusão com a camada de núcleo. Tal filme seria estirado e depois adicionalmente fixado por meio de laminação adesiva utilizando-se um adesivo não aderente a um material de folha adicional, como um material não tecido (isto é, camadas ligadas por fiação, sopradas por fusão, coformadas, depositadas por ar, de pano cardado ligado), talagarças, espuma, filmes adicionais ou diversas combinações de cada para formar um laminado de material de filme/folha. O filme pode ser pulverizado com o agente não interferente ou adesivo em ambos ou cada lado, dependendo da formulação do filme. O laminado de material de filme/folha resultante seria então deixado retrair. Tais filmes podem ser perfurados ou fendidos e ainda o uso de um agente não interferente ou adesivo não aderente preveniria o bloqueio de rolo de tal filme se fosse necessário armazená-lo para uso posterior.
Conforme ilustrado na Figura 9, que mostra uma vista em secção transversal de um laminado ligado por estiramento alternat ivo (19 0) de acordo com a invenção, o laminado
72/86 inclui um filme (195) perfurado (perfurações (196)) que foi laminado através de um adesivo não aderente (198) a um material de folha não tecido (200) . Tal material de filme pode ser armazenado em forma de rolo, sem o risco de que o adesivo provoque bloqueio do rolo durante o armazenamento do laminado.
Deve ser também reconhecido que enquanto cada uma das diversas secções transversais das figuras anteriores ilustra um material de camada de face relativamente plano, tais materiais de camada de face não tecidos são na verdade franzidos onde os mesmos estão ligados às respectivas * camadas elásticas (seja de filamentos, filme ou mantas), mas para propósitos de estilização, tal manta é mostrada em uma configuração relativamente plana.
Tais materiais laminados ligados por estiramento com lado único possuem efetividade particular para uso em produtos de cuidado pessoal para fornecer atributos elásticos a tais produtos. Tais materiais de lado de face único podem fornecer extensibilidade mais alta seja na direção MD ou CD sobre um laminado com revestimentos aplicados a duas superfícies opostas de uma camada elástica e podem também fornecer uma aparência altamente corrugada e uma sensação mais macia.
Tal material pode ser útil em fornecer aplicações de elástico de cintura, bainha de perna/vedação, aba estirável, painel lateral ou cobertura externa estirável. Enquanto não pretende ser limitante, a Figura 10é apresentada para ilustrar os vários componentes deum produto de cuidado pessoal, como uma fralda, que pode tirar vantagem de tais materiais elásticos. Outros exemplosde /37
73/86 produtos de cuidado pessoal que podem ser incorporar tais materiais são calças de treinamento (como materiais de painel lateral) e produtos de cuidado feminino. Por meio de ilustração apenas, calças de treinamento adequadas para uso com a presente invenção e diversos materiais e métodos para construção das calças de treinamento são divulgados no
Pedido de Patente PCT WO 00/37009, publicado em 29 de junho de 2 0 00 por A. Fletcher e outros; Patente U.S. No.
4.940.464, expedida em 10 de julho de 1990 para Van Compel e outros; Patente U.S. No. 5.766.389 expedida em 16 de junho de 1998 para Brandon e outros; e Patente U.S. No.
T 6.645.190 expedida em 11 de novembro de 2003 para Olson e outros, cada uma das quais está aqui incorporada em sua totalidade por referência.
Com referência à Figura 10, a fralda descartável (250) geralmente define uma seção de cintura frontal (255), uma seção de cintura posterior (260) e uma seção intermediária (265) que interconecta as seções frontal e posterior. As seções de cintura frontal e posterior (255) e (260) incluem
0 as porções gerais da fralda que são construídas para se estenderem substancialmente sobre as regiões abdominais frontal e posterior do usuário, respectivamente, durante o uso. A seção intermediária (265) da fralda inclui a porção geral da fralda que é construída para se estender através da região de gancho do usuário entre as pernas. Assim, a seção intermediária (2 65) é uma área onde tipicamente ocorrem repetidos surtos de líquido na fralda.
A fralda (250) inclui, sem limitação, uma cobertura externa, ou folha de fundo (270) , um revestimento do lado do corpo permeável a líquido ou folha superior (275) /3?
74/86 posicionado em relação face a face com a folha de fundo (270), e um corpo de núcleo absorvente ou estrutura de retenção de líquido (280) , como um absorvente, que está localizado entre a folha de fundo (270) e a folha superior (2 75) . A folha de fundo (2 70) define um comprimento, ou direção longitudinal (286), e uma largura, ou direção lateral, (285) que, na modalidade ilustrada, coincide com o comprimento e largura da fralda (25 0) . A estrutura de retenção de líquido (280) geralmente possui um comprimento e largura que são inferiores ao comprimento e largura da folha de fundo (270), respectivamente. Assim, as porções marginais da fralda (250), tais como as seções marginais da folha de fundo (270) , podem se estender além das bordas terminais da estrutura de retenção de líquido (280) . Nos aspectos ilustrados, por exemplo, a folha de fundo (270) se estende externamente além das bordas marginais terminais da estrutura de retenção de líquido (280) para formar as margens laterais e as margens de extremidade da fralda (250). A folha superior (275) é geralmente coextensiva com a folha de fundo (270), mas pode opcionalmente cobrir uma área que seja maior ou menor que a área da folha de fundo (270), conforme desejado.
Para fornecer ajuste melhorado e ajudar a reduzir vazamentos de exsudados corpóreos da fralda (250), as margens laterais e as margens de extremidade da fralda podem ser elastifiçadas com elementos elásticos adequados, conforme adicionalmente explicado abaixo. Por exemplo, conforme representativamente ilustrado na Figura 10, a fralda (250) pode incluir elásticos de perna (290) que são construídos para contrair de forma operativa as margens
75/86 laterais da fralda (250) para fornecer faixas de perna elastifiçadas que podem se ajustar bem ao redor das pernas do usuário para reduzir vazamentos e fornecer conforto e aparência melhorados. Os elásticos de cintura (295) são empregados para elastificar as margens de extremidade da fralda (250) para fornecer faixas de cinturas elastifiçadas. Os elásticos de cintura (295) estão configurados para fornecerem um ajuste firme elástico e confortável ao redor da cintura do usuário.
Os laminados ligados por estiramento com lado único da estrutura na invenção e métodos são adequados para uso como os elásticos de perna (290) e elásticos de cintura (295). Exemplos de tais materiais são folhas laminadas que compreendem ou estão aderidas à folha de fundo, de forma que as forças constritoras do elástico sej am atribuídas ã folha de fundo (270).
Conforme é conhecido, meios de fechamento, tal como fechos de alça e gancho, podem ser empregados para prender a fralda (250) a um usuário. Alternativamente, outros meios de fechamento, tais como botões, alfinetes, botões de pressão, fechos de fita adesiva, coesivos, fechos do tipo tecido e laço, e semelhantes, podem ser empregados. Na modalidade ilustrada, a fralda (250) inclui um par de painéis laterais (300) (ou abas) aos quais os fechos (302), indicados como a porção de gancho de um fecho de alça e gancho, são fixados. Geralmente, os painéis laterais (300) são fixados às bordas laterais da fralda em uma ou mais seções de cintura (255, 260) e se estendem lateralmente para fora destas. Os painéis laterais (300) podem ser elastifiçados ou de outra forma tornados elastoméricos pelo
76/86 *·· uso de um laminado ligado por estiramento de lado único produzido a partir da estrutura da invenção. Exemplos de artigos absorventes que incluem os painéis laterais elastifiçados e abas de fecho configuradas de forma seletiva são descritas no Pedido de Patente PCT No. WO 95/16425 para. Roessler., Patente U.S. No. 5.339.219 para Roessler e outros; Patente U.S. No. 5.540.796 para Fries e Patente U.S. No. 5.595.618 para Fries, cada uma das quais está aqui incorporado em sal totalidade por referência.
A fralda (250) pode também incluir uma camada de *
gerenciamento de surto (305), localizada entre a folha * superior (275) e a estrutura de retenção de líquido (280), para rapidamente aceitar os exsudados fluídicos e distribuir os exsudados fluídicos para a estrutura de retenção de líquido (280) na fralda (250) . A fralda (250) pode ainda incluir uma camada de ventilação (não ilustrada), também chamada de espaçador, ou camada espaçadora, localizada entre a estrutura de retenção de líquido (280) e a folha de fundo (270) para isolar a folha de fundo (270) da, estrutura de retenção de líquido (280) ara reduzir a umidade da vestimenta na superfície exterior de uma cobertura externa respirável, ou folha de fundo, (270). Exemplos de camadas de gerenciamento de surto (305) adequadas são descritas na Patente U.S. No. 5.486.166 para
Bishop e Patente U.S. No. 5.490.846 para Ellis.
Conforme, ilustrado de forma representativa na Figura 10, a fralda descartável (250) pode também incluir um par de abas de contenção (310) que estão configuradas para fornecer uma barreira ao fluxo lateral de exsudados corpóreos. As abas de contenção (310) podem estar
I
77/86 localizadas ao longo das bordas laterais lateralmente opostas da fralda adjacente às bordas laterais da estrutura de retenção de líquido (280) . Cada aba de contenção (310) tipicamente define uma borda não fixada que está 5 configurada para manter uma configuração ereta, perpendicular, em pelo menos uma seção intermediária (265) da fralda (250) para formar um lacre contra o corpodo usuário. As abas de contenção (310) podem ser estender longitudinalmente ao longo de todo o comprimentoda estrutura de retenção de líquido (280) ou podem apenasse *
estender parcialmente ao longo do comprimento da estrutura > de retenção de líquido. Quando as abas de contenção (310) são mais curtas em comprimento que a estrutura de retenção de líquido (280), as abas de contenção (310) podem ser posicionadas de forma seletiva em qualquer lugar ao longo das bordas laterais da fralda (250) na seção intermediária (265) . Tais abas de contenção (310) são geralmente bem conhecidas àqueles habilitados na técnica. Por exemplo, construções e disposições adequadas para abas de contenção (310) são descritas na Patente U.S. No. 4.704.116 para K.
Enloe.
A fralda (250) pode ser de várias formas adequadas. Por exemplo, a fralda pode ter uma forma geral retangular, uma forma de T ou uma forma aproximada de ampulheta. Na modalidade mostrada, a fralda (250) possui geralmente uma forma em I . Outros componentes adequados que podem ser incorporados nos artigos absorventes da presente invenção podem incluir abas de cintura e similares que são geralmente conhecidos por aqueles habilitados na técnica.
Exemplos de configurações de fralda adequadas para uso em /7^
I
78/86 conexão com a presente invenção que podem incluir outros componentes adequados para uso em fraldas são descritos na
Patente U.S. No. 4.798.603 para Meyer e outros; Patente
U.S. No. 5.176 .668 para Bernardin; Patente U.S. No.
5.176.672 para Bruemmer e outros; Patente U.S. No.
5.192.606 para Proxmire e outros e Patente U.S. No.
5.509.915 para Hanson e outros, cada uma das quais está
aqui incorporada em sua totalidade por referência.
Os vários componentes da fralda (250) podem ser montados integralmente juntos empregando-se vários tipos de meios de fixação adequados, tais como ligações adesivas, í ligação ultra-sônica, ligação por pontos térmica ou combinações destas. Na modalidade mostrada, por exemplo, a folha superior (275) e a folha de fundo (270) podem ser montadas uma à outra e à estrutura de retenção de líquido (280) com linhas adesivas, como um adesivo de fusão a quente sensível à pressão. De maneira similar, outros componentes de fralda, tais como os elementos elásticos (290) e (295), elementos de fechamento (302), e a camada de surto (305) podem ser montados no artigo empregando-se os mecanismos de fixação acima identificados.
Deve ser avaliado que tais materiais laminados ligados por estiramento com lado de face único podem, de maneira similar, ser utilizados em outros produtos de cuidado pessoal, vestimenta externa protetora, capas protetoras e similares. Além disso, tais materiais podem ser utilizados em materiais de bandagem, tanto para produtos de bandagem humana quanto animal. A utilização de tais materiais forneceu performance elástica aceitável a um custo de fabricação mais baixo.
I
79/86
Estas e outras modificações e variações à presente invenção podem ser praticadas por aqueles habilitados na técnica, sem se afastar do espirito e escopo da presente invenção, que estão mais particularmente expostos nas 5 reivindicações em anexo. Além disso, deve-se compreender que os aspectos das várias modalidades podem ser trocados tanto no todo quanto em parte. Além disso, aqueles de habilidade comum na técnica irão avaliar que a descrição precedente se dá por meio de exemplos apenas, e não é 10 pretendida para limitar a invenção assim também descrita nas reivindicações em anexo.
Procedimentos do Método de Teste
Teste de Estiramento até a Parada
Estiramento até a Parada refere-se a uma razão determinada a partir de diferenças entre a dimensão não estendida de um laminado estirável e a dimensão estendida máxima de um laminado estirável quando na aplicação de uma força de tracionamento específica e dividindo-se esta diferença pela dimensão não estendida do laminado 20 estirável.
Se o estiramento até a parada é expresso em percentual, esta razão é multiplicada por 100. Por exemplo, um laminado estirável possuindo um comprimento não escendido de 12,7 cm e um comprimento estendido máximo de 25 25,4 cm quando submetido a uma força de 750 gramas possui um estiramento até a parada (a 750 gramas) de 100 por cento. De forma similar, o laminado estirável possuindo um comprimento não estendido de 12,7 cm e um comprimento estendido máximo de 25,4 cm quando submetido a uma força de 30 2000 gramas possui um estiramento até a parada (a 2000 /w
I
80/86 gramas) de 100 por cento.
estiramento até a parada pode ser também chamado de alongamento não destrutivo máximo. A menos que de outra forma especificado, os valores de estiramento até a parada são relatados aqui a uma carga de 750 gramas ou 2 00 0 gramas. Dependendo do material sendo testado, uma força aplicada maior pode ser mais apropriada. Por exemplo, para um laminado ligado por estiramento de face unica a força aplicada de 98,42 gramas por centímetro de largura na direção transversal é tipicamente apropriada; entretanto, para certos laminados, particularmente laminados de peso * básico maior, uma força aplicada entre 98,42 e 262,47 gramas por centímetro de largura na direção transversal pode ser mais apropriada.
No teste de alongamento ou de estiramento até a parada, uma amostra de 7,62 cm por 17,78 cm, com a dimensão maior sendo a direção da máquina, e direção transversal ou qualquer direção entre estas, é colocada nas pinças de uma máquina Sintech utilizando-se um espaço de 5 cm entre as pinças. A amostra é então puxada até uma carga de parada de
750 gramas ou 2000 gramas com uma velocidade de cruzeta de cerca de 50,8 cm/minuto. Para o material laminado estirável desta invenção, é desejável que o mesmo demonstre um valor de estiramento até a parada entre cerca de 3 0 a 400 por cento, alternativamente entre cerca de 50 e 300 por cento, ainda em uma alternativa adicional, entre cerca de 80 e 250 por cento. 0 teste de estiramento até a parada é feito na direção de extensibilidade (estiramento).
Método de Teste de Deformação:
Antes de nos referirmos aos dados demonstrando o
81/86 j efeito que o aquecimento possui em um valor de resistência a deformação de um filamento elástico de um laminado ligado por estiramento com lado de face único incorporando os fios filamentares aquecidos, é vantajoso discutir certos termos.
Para os propósitos desta aplicação, resistência à deformação ou valor de resistência à deformação referese ao poder de sustentação de um filamento elástico de um sistema particular para fixar um ou mais filamentos elásticos a pelo menos um material de base, como uma camada de face. Por exemplo, se um adesivo é aplicado em forma líquida a um material de base e um filamento ou filamentos / elásticos são então pressionados contra o adesivo e material de base para fixar o filamento ou filamentos ao material de base, então a resistência à deformação é uma medida d qualidade da ligação adesiva entre o filamento ou filamentos e o material de base.
Uma explicação de um teste para medir deformação fornece detalhes adicionais em relação a este conceito. Conforme discutido abaixo, uma pluralidade de fios filamentares elásticos foi ligada a um material de base para formar um laminado ligado por estiramento com lado único. Para conduzir o teste para medir a deformação, a amostra foi primeiramente completamente estendida pendurando-se a amostra verticalmente em frente a uma caixa de luz iluminada. 0 topo da amostra foi preso à caixa de luz e um peso de 1000 gramas foi preso ao fundo da amostra. Nesta forma completamente estendida, um modelo foi utilizado para marcar o substrato próximo às extremidades opostas para estipular um comprimento de 200 milímetros de 30 comprimento.
rn».
ÍVG
82/86 ι
peso foi então removido e a amostra foi colocada horizontalmente sobre um pedaço de papelão. A amostra foi deixada retrair de forma que as marcas no compósito de substrato estivessem agora afastadas em 175 milímetros. A amostra foi então grampeada ao papelão, com os grampos localizados fora dos 175 mm de comprimento. Quando os filamentos elásticos se retraem, eles franzem o material de face de forma que o laminado ligado por estiramento propriamente dito possua propriedades elastoméricas.
* 10 Os filamentos elásticos foram então cortados no . ι comprimento de 175 mm. Devido aos filamentos estarem
X localizados sobre o material de face, o material de face foi parcialmente fendido quando os filamentos foram cortados. Após os fios filamentares elásticos serem cortados, eles geralmente retraíam. Cerca de 1 a 2 minutos após os fios filamentares serem cortados, o comprimento dos filamentos retraídos foi medido. A diferença entre 175 mm e o comprimento de filamento retraído inicial, ou I (inicial), foi utilizada para calcular a deformação inicial da amostra. Para a presente aplicação, a deformação inicial é calculada utilizando-se a seguinte equação:
Deformação Inicial, em percentual = Jl [ (175 mm - I (inicial) mm)/175 mm] X 100 [Eq. 1]
Após a deformação inicial da amostra ser determinado, o laminado, ainda grampeado ao papelão, foi colocado em um forno de ar forçado pré-aquecido a uma temperatura de 37,78°C. Após 90 minutos, o laminado e o papelão foram removidos do forno. 0 laminado foi então deixado resfriar por aproximadamente 10 minutos. 0 comprimento dos
83/86 filamentos, que se retraíram mais, foi medido,
A diferença entre 175 mm e o comprimento retraído final, ou deformação deformação (final), foi utilizada para final da amostra. Para a presente final é calculada utilizando-se calcular a aplicação, a a seguinte equação:
Deformação Final, em percentual [(175 mm - Y (final) mm)/175 mm] X 100 [Eq. 2]
A resistência à deformação, deformação, para os propósitos ou da valor de resistência à presente aplicação, é calculada como segue:
Resistência à Deformação, em percentual
100
Deformação Final [Eq. 3] I!
Para artigos absorventes descartáveis que são usados 15 próximo ao corpo do usuário, a deformação final fornece uma medida de performance do artigo durante o uso, uma vez que a temperatura do corpo humano é de cerca de 36,67°C. Situações hipotéticas fornecem maiores detalhes sobre o significado desta medição. Assumindo que um laminado é 20 produzido, no qual três filamentos elásticos são ligados a um material de base/face. Também assumindo que o laminado é produzido fixando-se os filamentos a um material de base/face utilizando-se um adesivo enquanto os filamentos estão em forma alongada, tipicamente a um alongamento de 2 5 cerca de 2 00% a cerca de 3 00% (ver Exemplos abaixo e
Patente U.S, No. 5.964.973, intitulada Method and
Apparatus for Making an Elastomeric Laminate Web, a qual está aqui incorporada por referência de maneira consistente com a presente especificação, para maiores detalhes sobre 30 como um laminado que incorpora filamentos elásticos é
84/86
produzido) . Se, após 90 minutos a 37,78 °C, os filamentos elásticos se soltam do adesivo e do material de base (face) ao longo da maioria do comprimento de cada filamento e os filamentos se retraem, então a deformação final será relativamente alta e a resistência à deformação será relativamente baixa. A performance do laminado como um laminado elastomérico provavelmente será fraca devido aos filamentos que se desprendidos, agora retraídos e incorporando menos tensão, são menos prováveis de franzir o material ou materiais de face de base de modo relativamente uniforme ao longo do comprimento do laminado, se o fizerem.
Método de Teste de Bloqueio de Rolo (para resistência à remoção intercamadas de camada laminadas a partir de um rolo)
Um rolo de aproximadamente 127 cm de diâmetro externo de laminado ligado por estiramento com lado único foi cortado ao longo da direção transversal a partir do topo de um rolo até o núcleo com uma faca de uso geral. Três secções de material, a partir do topo, do núcleo e de um ponto médio do raio, foram utilizadas como 1 amostras. Cada amostra possuía aproximadamente 45,72cent ímetros por 60,96 centímetros e continha aproximadamente 3 0 camadas não distribuídas de laminado. A partir de cada uma destas amostras, oito espécimes de 7,62 cm de largura por 17,78 cm de comprimento foram cortados, com os 17,78 cm estando na direção da máquina. Cada espécime continha 2 camadas de laminado (com cada laminado incluindo uma camada elástica e uma camada de face única) . A camada superior de uma extremidade do espécime (um laminado completo de uma camada elástica e revestimento) foi carregada na pinça superior de
Μ
85/86 uma unidade de teste de tração (Sintech) enquanto a camada inferior do espécime (um laminado completo de uma camada elástica a revestimento) da mesma extremidade do espécime conforme utilizado para a camada superior, foi carregada na pinça inferior da unidade Sintech. Utilizando-se o método descrito de forma geral abaixo, o Verificador de tração Sintech (fabricado por MTS Systems Corp., modelo Synergie 200) foi utilizado para medir a força média ao longo do comprimento MD do material exigida para separar as duas camadas, a um ângulo de 180 graus e a uma taxa de deformação de 300 mm/min. Todos os espécimes foram testados na direção da máquina. Para as amostras testadas, o polímero utilizado para os filamentos no rolo (de filamentos contínuos) foi o KRATON G 2755, conforme descrito acima. A razão de peso básico entre filamentos e soprado por fusão na camada elástica era de cerca de 90:10. Oito espécimes foram utilizados e o valor médio destes foi tomado como o valor de remoção aceito.
Essencialmente, o teste mede as forças exigidas para separar duas camadas completas de laminado ligado por estiramento com lado único uma da outra (simulando o desenrolamento de laminado de um rolo de alimentação). Considera-se que tal força seria representativa da força necessária para uma camada de um material enrolado de um rolo. Os resultados são expressos em unidades de Newton, com os números maiores representando um tecido mais aderente, que se adere ao rolo. Para os materiais da presente invenção, em uma modalidade, o material demonstra uma resistência à remoção de menos de 200 g. Para uma modalidade alternativa, material demonstra uma
X5Ü
86/86
V rt.j·
resistência à remoção de menos de 100 g. Em ainda uma
modal idade alternativa adicional, o material demonstra uma ,1
resistência à remoção de menos de 50 g·
Γ 10 rfjr
- W'·
- F
Ao conduzir o teste, as camadas individuais do tecido laminado (isto é, um laminado com lado único e outro) são manualmente separadas por uma distância de aproximadamente 5,08 a 7,62 centímetros para dar pelo menos 10,16
I centímetros de direção de trabalho ou comprimento de separação. Uma camada do espécime de amostra da mesma extremidade do espécime está presa a cada pinça do avaliador de tração e o espécime é então submetido a uma taxa constante de extensão. As bordas da amostra desejavelmente possuem um contorno uniforme e paralelo. Desejavelmente, o software Sintech TestWorks pode ser utilizado para recolher os dados do sistema. Os suportes incluem faces de pinça de 2,54 centímetros por 10,16 centímetros, onde a dimensão de 10,16 centímetros está na largura da pinça. Os testes são conduzidos em condições de atmosfera de laboratório padrão - ambiente.nA amostra do teste deveria medir de cerca de 7,62 a 10,16 centímetros na CD e pelo menos 15,24 centímetros na MD. Uma célula de carga apropriada deveria ser escolhida de forma que o valor de carga de pico recaia entre 10 e 90 por cento da carga de escala completa, 11,34 kg ou menos. Desejavelmente uma célula de carga de 2,27 kg é utilizada. Desejavelmente, quando possível, a medição deve ser iniciada a cerca de 16 mm e terminada até cerca de 170 mm de alongamento. O comprimento de escala deve ser a j ustado a cerca de 5,08 centímetros (distância entre pinças).

Claims (18)

1. Laminado elástico ligado por estiramento de lado único (80) capaz de ser enrolado para armazenagem e desenrolado do referido rolo quando necessário para uso, o referido laminado elástico compreendendo:
uma camada elástica selecionada a partir do grupo consistindo de uma série de fios filamentares contínuos (87), uma série de fios filamentares contínuos (87) com uma camada de soprados por fusão (89) depositados sobre os referidos fios filamentares contínuos; e uma camada de face (85) ligada a apenas um lado da referida camada elástica, caracterizado pelo fato de a camada elástica de soprados por fusão, os fios filamentares contínuos e/ou a camada de face compreendem um polímero de base poliolefínica elástica possuindo um grau de cristalinidade entre 3% e 40%.
2. Laminado elástico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, uma vez que o laminado é enrolado sobre si mesmo, ele não bloqueia o rolo e, portanto, pode ser desenrolado para futuro uso.
3. Laminado elástico de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o laminado possui uma resistência à remoção intercamadas de menos que 9,19 gramas por centímetro de largura na direção transversal a uma taxa de deformação de 300 mm/min.
4. Laminado elástico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o polímero de base poliolefínica elástica de soprado de fusão compreende pelo menos um do grupo de polietileno, polipropileno, buteno, homo- ou copolímero de octeno, copolímeros de metacrilato de etileno, acetato de vinila e acrilato de butila.
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5. Laminado elástico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a camada elástica de soprados por fusão compreende pelo menos duas camadas, com uma primeira camada compreendendo um polímero de base poliolefínica elástica de soprado de fusão possuindo um grau de cristalinidade entre 3% e 40%, e uma segunda camada compreendendo um polímero de soprado de fusão à base de copolímero em bloco de estirênico.
6. Laminado elástico, de acordo com qualquer umas das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a camada de face inclui um laminado ligado por fiaçãosoprado por fusão- ligado por fiação, no qual a camada soprada por fusão inclui o dito polímero de base poliolefínica elástica, e é posicionado entre as duas camadas ligadas por fiação.
7. Laminado elástico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente, tanto um adesivo que demonstre um tempo aberto relativamente curto depositado entre a dita camada elástica e a camada de face, ou um adesivo que demonstre uma faixa aberta relativamente curta depositada entre o conjunto de filamentos contínuos e a camada elástica de soprados for fusão, em que o tempo de abertura do adesivo está entre 0,2 segundos e um minuto, ou um adesivo que se torna não empastado após a solidificação, o dito adesivo depositado entre a dita camada elástica e camada de face, ou tal adesivo com um adesivo pós-ligação ou agente não bloqueador, ou uma camada de agente não interferente depositada sobre a dita camada elástica em um lado oposto ao da dita camada de face.
8. Laminado elástico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito laminado elástico inclui um agente não
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3 / 5 interferente soprado por fusão depositado sobre a dita camada elástica em um lado oposto ao da dita camada de face.
9. Laminado elástico, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o um agente não interferente soprado por fusão é selecionado do grupo consistindo de poliolefinas e polímeros elastoméricos sem agentes de adesividade.
10. Laminado elástico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o laminado elástico não inclui um tratamento de agente não interferente pós-calendário.
11. Laminado elástico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a dita camada soprada por fusão está presente dentro do laminado elástico em uma extensão entre 1 e 5 gsm no ponto de laminação.
12. Laminado elástico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a referida camada de face é selecionada a partir do grupo consistindo de panos não tecidos, panos não tecidos estreitados, laminados de pano não tecido, espumas, talagarças, telas e filmes, e combinações destes.
13. Laminado elástico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o polímero de base poliolefínica elástica de soprado de fusão tem uma taxa de fluidez entre 10 e 600 gramas por 10 minutos.
14. Laminado elástico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o polímero de base poliolefínica elástica de soprado de fusão tem um ponto de fusão/amolecimento entre 40 e 160 graus Celsius.
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15. Laminado elástico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o polímero de base poliolefínica elástica de soprado de fusão tem uma densidade de fluidez 0,8 a 0,95 g/cm3.
16. Método para formar um laminado ligado
por estiramento com lado de face único, caracterizado pelo fato de compreender: fornecer uma camada elástica possuindo dois lados; aplicar um agente não interferente soprado por
fusão a um lado da referida camada elástica;
estirar a referida camada elástica;
ligar uma camada de face apenas à referida camada elástica estirada em um lado oposto ao referido agente não interferente soprado por fusão enquanto a referida camada elástica estirada está em uma condição estirada para formar um laminado ligado por estiramento;
permitir que tal laminado ligado por estiramento se retraia;
em que a camada elástica é selecionada do grupo consistindo de uma série de fios filamentares contínuos (87), uma série de fios filamentares contínuos (87) com soprados por fusão depositados sobre os referidos fios filamentares contínuos e uma série de fios filamentares contínuos (87) com uma camada de soprados por fusão (89), em que a camada de soprados por fusão, os fios filamentares contínuos e/ou a camada de face compreendem um polímero de base poliolefínica elástica possuindo um grau de cristalinidade entre 3% e 40%.
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17. Método para formar um laminado ligado por estiramento com lado de face único, caracterizado pelo fato de compreender:
fornecer uma camada elástica possuindo dois lados;
estirar a referida camada elástica;
ligar uma camada de face única a apenas um lado da referida camada elástica estirada enquanto a referida camada elástica estirada está em uma condição estirada para formar um laminado ligado por estiramento utilizando-se um adesivo com um tempo de abertura entre 0,2 segundos e 1 minuto, e que não é pegajoso após a cura; e permitir que tal laminado ligado por estiramento se retraia, em que a camada elástica é selecionada do grupo consistindo de uma série de fios filamentares contínuos (87), uma série de fios filamentares contínuos (87) com soprados por fusão depositados sobre os referidos fios filamentares contínuos e uma série de fios filamentares contínuos (87) com uma camada de soprados por fusão (89), em que a camada de soprados por fusão, os fios filamentares contínuos e/ou a camada de face compreendem um polímero de base poliolefínica elástica possuindo um grau de cristalinidade entre 3% e 40%.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o referido adesivo é aplicado para ligar a referida camada elástica a referida camada de face única, tanto antes do contato da referida camada elástica com a referida camada de face, como após contatar a referida camada elástica com a dita camada de face.
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